T 字頂部作為晶體管通道,一端是源極(Source),另一端是漏極(Drain),而T 字垂直部分使用兩塊輕木,當(dāng)中有間隙形成晶體管的閘極(Gate)。 為了將普通的舊輕木轉(zhuǎn)化為導(dǎo)電木材,研究人員先將其暴露在高溫下,并使用化學(xué)品提取樹狀結(jié)構(gòu)中的大部分木質(zhì)素,留下多孔的纖維素塊,再浸入導(dǎo)電聚合物中。
去除木質(zhì)素后,研究人員發(fā)現(xiàn) Polystyrene sulfonate(或稱PEDOT:PSS)這種水溶性導(dǎo)電聚合物因為行為類似水,很容易填充進輕木中。 填充聚合物并組裝后,瑞典團隊發(fā)現(xiàn)當(dāng)中的導(dǎo)電性,能作為雙閘極有機電化學(xué)晶體管和功能開/關(guān)。
根據(jù)林雪坪大學(xué)的說法,以前的木質(zhì)晶體管只能調(diào)節(jié)離子運輸,一旦離子耗盡就會停止運作,但這種設(shè)計并非如此,它可以在不惡化的情況下運作。
有機電化學(xué)晶體管與瑞典制造的木質(zhì)電化學(xué)晶體管(WECT)最接近,雖然不像硅晶體管那么小,但尺寸仍然能達到毫米級,開關(guān)速率為千赫茲(kilohertz)。 那這會對半導(dǎo)體業(yè)產(chǎn)生革命性影響嗎? 事實上,具導(dǎo)電功能的輕木晶體管尺寸不小也不快,由于運作速度太慢,無法在 1 秒內(nèi)關(guān)閉,打開也必須花上 5 秒,完全無法做超級運算的程度。
不過,研究人員在論文中表示,他們的結(jié)果「證明可以透過施加外部電壓來調(diào)節(jié)電活性木材的導(dǎo)電性」,WECT 不適合傳統(tǒng)的電子電路,但對于從電致變色顯示器到響應(yīng)傳感器輸入的簡單邏輯電路的木材集成應(yīng)用,可能是候選者。
該團隊認為,他們的概念設(shè)備可用于生物電子和植物電子,而這次設(shè)備有助于他們開發(fā)更小、更多、更快的裝置。 林雪坪大學(xué)有機電子學(xué)實驗室的資深副教授和論文作者 Isak Engquist 表示,「我們提出一個前所未有的原則,木質(zhì)晶體管速度慢且體積大,但它確實有效,且具有龐大的發(fā)展?jié)摿Α,雖然沒有考慮具體應(yīng)用,但希望這件事能刺激進一步研究,看到未來應(yīng)用。