Zespół naukowców z Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej opracował pierwszy ambipolarny Organiczny Tranzystor Elektrochemiczny zdolny do pracy w środowisku wodnym, wykorzystując innowacyjną metodę elektropolimeryzacji. Przełomowe rozwiązanie umożliwia wytworzenie cienkich, hydrofilowych warstw półprzewodzących bezpośrednio w kanale tranzystora, otwierając nowe możliwości dla elektroniki organicznej.
Kluczowym elementem innowacji jest zastosowanie elektropolimeryzacji – procesu tworzenia polimeru pod wpływem przepływu prądu, który pozwala na uzyskanie materiału o precyzyjnie kontrolowanych właściwościach elektrochemicznych. Opracowany materiał charakteryzuje się unikalnym, ambipolarnym przewodnictwem, co oznacza że przewodzi zarówno elektrony jak i dziury elektronowe w zależności od przyłożonego potencjału.
Mgr inż. Roman Gańczarczyk, doktorant z zespołu badawczego, wyjaśnił korzyści zastosowanej strategii: „Dzięki zastosowanej strategii elektropolimeryzacji udało się nam skutecznie rozwiązać dwa kluczowe problemy w technologii wytwarzania organicznych tranzystorów elektrochemicznych. Po pierwsze, zredukowaliśmy niekorzystne zjawisko pułapkowania ładunku elektrycznego na atomach palladu, który pozostawał w polimerach stosowanych dotychczas w tego typu urządzeniach. Po drugie, elektropolimeryzacja pozwoliła nam na bezstratne wykorzystanie monomerów organicznych podczas procesu tworzenia warstwy elektroaktywnej, co w znaczący sposób zredukowało materiałochłonność całego procesu”.
W skład interdyscyplinarnego zespołu badawczego weszli mgr inż. Roman Gańczarczyk, prof. dr hab. Adam Proń oraz mgr inż. Magdalena Rudowska z Wydziału Chemicznego PW, a także dr hab. Renata Rybakiewicz-Sekita z UKSW, prof. Eric D. Głowacki z CEITEC w Brnie oraz dr Maciej Gryszel z Linköping University w Szwecji.
Odkrycie otwiera szerokie możliwości zastosowania organicznych tranzystorów elektrochemicznych w urządzeniach neuroelektronicznych oraz technologiach neuromorficznych. Wyniki badań zostały opublikowane w renomowanym czasopiśmie naukowym Small o współczynniku impact factor 13,0 pod tytułem „In situ electropolymerized ambipolar copolymers for vertical OECTs”.
Równolegle naukowcy z QCI Lab z Wydziału Mechatroniki PW, współpracując z Arktycznym Uniwersytetem Norweskim w Tromsø oraz Uniwersytetem w Münster, opracowali narzędzie DeepQuadrature oparte na sztucznej inteligencji, które zwiększa możliwości analizy interferogramów i hologramów optycznych. Wyniki tej pracy zostały opublikowane w prestiżowym Journal of Physics: Photonics.
Rozwój elektroniki organicznej i technologii neuromorficznych stanowi kluczowy element postępu w kierunku zrównoważonych rozwiązań technologicznych. Organiczne tranzystory elektrochemiczne charakteryzują się niskim zużyciem energii, biokompatybilnością oraz możliwością wytwarzania z materiałów odnawialnych, co czyni je atrakcyjną alternatywą dla konwencjonalnej elektroniki krzemowej. Zastosowanie w urządzeniach neuroelektronicznych może przyczynić się do rozwoju energooszczędnych systemów obliczeniowych inspirowanych działaniem mózgu, co ma znaczenie dla efektywnego przetwarzania danych w erze sztucznej inteligencji.
Źródło: PW