Полевой транзистор (FET) — это основной переключающий элемент, который регулирует электрический ток в электронных схемах. В настоящее время полевые транзисторы входят в состав различных электронных устройств, таких как смартфоны и компьютеры. В последние годы много усилий было направлено на разработку сверхпроводящего полевого транзистора в качестве ключевой технологии для вычислений с использованием квантовых состояний.
В 2013 году исследовательская группа разработала первый в мире органический сверхпроводящий полевой транзистор на основе органического сверхпроводника: κ-(BEDT-TTF) 2Cu [N (CN) 2] Br (κ-Br). Их предыдущая работа позволила снова признать органический сверхпроводящий полевой транзистор как обладающий неотъемлемыми преимуществами, такими как гибкость и возможность проектирования.
В этом исследовании команда изготовила новый фотопереключаемый транзистор, заменив электрод затвора в обычном полевом транзисторе на тонкопленочный спиропиран.
Когда доктор. Масаюки Суда, член исследовательской группы, осветил этот новый полевой транзистор бледным ультрафиолетовым светом, он показал быстрое снижение электрического сопротивления и через 180 секунд перешел в сверхпроводящее состояние.
Спиропиран — это фотоактивная органическая молекула, которая проявляет внутримолекулярную электрическую поляризацию под действием УФ-излучения. В этой системе носители сверхпроводимости могут накапливаться за счет индуцированной УФ-светом электрической поляризации спиропирановой пленки. Доктор. Суда также обнаружил, что устройство можно переключить в сверхпроводящее состояние как с помощью управления затворным напряжением, так и с помощью управления световым излучением.
Такая многорежимная работа, полученная путем объединения двух видов функциональных молекул, BEDT-TTF и спиропирана, указывает на высокую конструктивность органических систем. Сверхпроводимость также может быть устранена с помощью деполяризации пленки, вызванной видимым светом.
Это исследование представляет новую концепцию, согласно которой «сверхпроводимость может переключаться с помощью оптических стимулов», и будет стимулировать инновации в области будущих высокоскоростных переключающих устройств или высокочувствительных оптических датчиков. «Теперь переключение полевого транзистора занимает 180 секунд, но в принципе он может работать намного быстрее», — сказал д-р.
Suda ", и это откроет путь к новому типу устройств, которые могут удовлетворить растущий спрос на высокоскоростную информационную инфраструктуру."
Глоссарий
Сверхпроводимость
Сверхпроводимость — это явление, при котором материалы теряют все электрическое сопротивление при низкой температуре.
Сверхпроводящие материалы используются в некоторых приложениях, таких как кабели для электрического транспорта или сильные электрические магниты для аппаратов ЯМР / МРТ.
Спиропиран
Спиропиран — это тип фотохромной молекулы. Фотохромизм — это явление, которое показывает изменение цвета под действием светового излучения. Спиропиран может обратимо фотоизомеризоваться между неионной формой с замкнутым кольцом и цвиттерионной формой с открытым кольцом при облучении УФ и видимым светом.
Видимый свет, ультрафиолетовый (УФ) свет
Свет имеет волновые свойства.
Солнечный свет или флуоресцентный свет на самом деле состоит из световых волн различной длины. Среди них свет с длинами волн от ок. 10 — 400 нм называется ультрафиолетовым светом, а от ок.
400-800 нм называется видимым светом.