Современная электроника №8/2023

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 14 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 8 / 2023 трёх различных значений приложен - ного к диоду напряжения V g можно было наблюдать три разных поведе - ния тока в зависимости от темпера - туры : ток увеличивался , уменьшался или оставался постоянным при повы - шении температуры . Во всех этих слу - чаях наблюдалась хорошая производи - тельность выпрямителя . Подробные объяснения температурных зависимо - стей с точки зрения использованной математической модели можно посмо - треть в оригинальной статье и допол - нительной технической документации (Supplementary Information, An Au25-R Single-Molecule Tidal Diode). Авторы подчёркивают тот факт , что конструкция их устройства обеспечива - ет как прямое , так и обратное выпрям - ление , зависящие от напряжения смещения V sd и от напряжения V g , при - ложенного к выводам истока и стока . В диапазоне приложенных напря - жений V g от 0 до 10 В транзистор демонстрирует эффект обратного выпрямления и меняет направление выпрямления в диапазоне от 10 до 15 В . Суммируя краткую информацию по данной теме , нужно подчеркнуть , что в принципе возможно появление ново - го класса молекулярных устройств со многими последовательно соединён - ными элементами и независимым электростатическим управлением для каждого из них . Как было пока - зано , добавление элементов в состав - ную молекулу действительно приводит к существенному подавлению обрат - ного тока , тем самым резко увеличи - вая коэффициент выпрямления RR. Однако одновременно процесс изго - товления такого выпрямителя замет - но усложняется , а значит , и его стои - мость многократно увеличивается . Органические полевые транзисторы и светодиоды В настоящее время технологии моле - кулярной электроники пока ещё не достигли того уровня , на котором стало бы возможным массовое производство одномолекулярных переключателей , ячеек памяти , диодов и транзисторов . Сегодня развитие коммерческой молекулярной электроники пошло несколько иным путём . Наибольшее число реальных внедре - ний результатов разработок в области молекулярной электроники приходит - ся на долю органических светодиодов (Organic light-emitting diodes – OLEDs) и полевых органических транзисто - ров (Organic Field-Effect Transistors – OFETs). Встречается также и другое название – Flexible organic field-effect transistors – FOFET. Благодаря низкой стоимости про - изводства , миниатюрным размерам , механической гибкости конструкции и простоте оптоэлектронных настроек эти устройства получают всё большее распространение в таких областях , как квантовая химия , материаловедение , микробиология , производство гибких дисплеев , уличная реклама и других аналогичных приложениях . В этих транзисторах и диодах вместо одной молекулы используются молеку - лярные наноплёнки из органических полупроводников . Механизм переноса заряда при этом носит иной характер , чем в рассмотренных выше одномоле - кулярных полупроводниковых устрой - ствах . Поэтому тема органических транзисторов OFET и органических све - тодиодов несколько выходит за рамки данной статьи . Здесь мы ограничимся лишь кратким обзором основных харак - теристик транзисторов OFET и светоди - одов OLED. Подробную информацию о транзисторах OFET можно найти , например , в обзоре [28]. Органический полевой транзистор (organic field-effect transistor – OFET) представляет собой аналог обычно - го полевого транзистора , с той лишь разницей , что в нём вместо металли - ческого используется органический полупроводник . Первый органический полевой тран - зистор на основе полимера молекул тиофена был разработан сотрудника - ми концерна Mitsubishi в 1986 году [29]. Полимер тиофена представляет собой тип сопряжённого полимера , способного проводить заряд . В настоящее время известно множе - ство других сопряжённых полимеров , которые обладают полупроводниковы - ми свойствами [30]. Конструкция современных OFET значительно отличается от первона - чальной схемы , предложенной япон - скими физиками . Однако сохранился базовый принцип действия тонкоплё - ночного транзистора TFT, который изначально был использован при про - ектировании органических транзисто - ров . В упрощённом варианте конструк - ция OFET показана на рис . 10. Основой транзистора OFET являет - ся структура « металл - изолятор - полу - проводник » (MIS), которую в принципе можно рассматривать как конденсатор с параллельными пластинами . Две пластины конденсатора , образованные металлическим затвором и полупрово - дником , разделены тонкой изолирую - щей плёнкой ( затворный диэлектрик ). Два дополнительных электрода ( исток и сток ) предназначены для контакта с органическим полупроводником . В первых моделях OFET в каче - стве подложки для изолятора затвора использовался в основном термиче - ски окисленный кремний . В настоя - щее время для этих целей всё больше стали применять различные модифи - кации оксида алюминия . Активный слой полевого транзисто - ра может быть нанесён различными способами , среди которых , прежде все - го , нужно отметить : селективное осаж - дение с использованием молекул само - Рис . 9. Схема переноса заряда через молекулу (Au25-R) при различных энергетических уровнях и напряжениях смещения