由于能够在血液和水中运行,有机电化学晶体管被证明可用于现场信号处理。
随着可穿戴设备越来越受欢迎,研究人员正在设计可能在监测健康方面发挥关键作用的新设备。然而,生物医学可穿戴设备的未来首先需要生物传感和人机兼容性方面的进步。为此,研究人员研究了一种称为有机电化学晶体管 (OECT) 的晶体管,该晶体管已显示出显着的生物传感能力。西北大学的一个跨学科小组最近宣布,在使用垂直晶体管架构开发 OECT 技术方面取得了重大进展。
什么是有机电化学晶体管?
有机电化学晶体管通过施加外部电场或化学势来调节有机半导体材料的电导率。
通常,有机电化学晶体管由三个主要部分组成:有源层、栅极以及源极和漏极。活性层通常由有机半导体材料制成,负责器件的电性能。栅极控制流过有源层的电流,源极和漏极接收施加的电压并测量产生的电流。
在有机电化学晶体管中,所有三个电极都与活性层接触。
在许多情况下,栅极端子连接到电解质溶液,可用于将离子引入有机半导体材料中。在这些应用中, 使用电解质溶液来控制半导体材料中的离子浓度,从而控制电导率。然后,这些离子可用于调节材料的电导率并控制源极和漏极端子之间的电流。 就可以用作开关或检测器。
为什么有机电化学晶体管在生物识别监测中具有吸引力
有机电化学晶体管在生物可穿戴设备方面受到如此广泛的研究有很多原因。
有机电化学晶体管 具有许多有利的工作特性,例如低驱动电压、低功耗和高跨导(换句话说,输入电压的小变化导致输出电流的大变化)。由于这些特性,有机电化学晶体管在生物医学应用中大有可为,在这些应用中需要检测和放大小的生物信号,例如神经递质或酶,并将它们转换成可测量的电信号。
研究人员声称,这种垂直结构使设备具有更高的循环稳定性和堆叠晶体管的能力,从而实现更密集的集成。
该团队称,这是“真正垂直”有机电化学晶体管 的首次演示。电化学晶体管原型还与水和血液兼容,允许它在测量心跳、血液中钾和钠的水平以及睡眠障碍研究期间的眼球运动时放大信号。
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