МИНОБРНАУКИ РОССИИ Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) Кафедра микро- и наноэлектроники

РЕФЕРАТ по дисциплине «Конструкторско-технологические основы гибкой органической электроники» Тема: Органические электрохимические транзисторы

Студентка гр. 1283 ____________________ Григорьева В.В. Преподаватель __________________________ Ситков Н.О.

Санкт-Петербург 2025

Задание на реферат

Студентка: Григорьева В.В.
Группа: 1283
Тема работы: Органические электрохимические транзисторы
Исходные данные: статьи по тематике
Содержание пояснительной записки: «Содержание», «Введение», «Заключение», «Cписок использованных источников»
Предполагаемый объем пояснительной записки: Не менее 7 страниц.
Дата выдачи задания: 14.02.2025
Дата сдачи реферата: 24.02.2025
Дата защиты реферата: 24.02.2025
Студентка:	_______________	Григорьева В.В.
Преподаватель:	_______________	Ситков Н.О.

Аннотация

В данной работе рассматриваются органические электрохимические транзисторы (OECT) – перспективный класс устройств, сочетающих ионную и электронную проводимость. Описаны принципы их работы, ключевые материалы и особенности взаимодействия с биологическими системами. Особое внимание уделено их применению в биомедицине, сенсорах и гибкой электронике, а также будущим направлениям развития технологии.

SUMMARY

This paper examines organic electrochemical transistors (OECTs), a promising class of devices that combine ionic and electronic conductivity. The principles of their operation, key materials, and interactions with biological systems are described. Special attention is given to their applications in biomedicine, sensors, and flexible electronics, as well as future technological advancements.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 6

Принципы работы 6

Технологии изготовления 7

Физические характеристики 9

Применения OECT 10

Технологические вызовы и перспективы развития 11

Сравнение с традиционными полевыми транзисторами 12

Современные тенденции и направления будущих исследований 13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 14

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 15

Введение

С момента изобретения транзистора в 1947 году электроника прошла путь от громоздких вакуумных ламп до миниатюрных кремниевых микросхем. В последние десятилетия внимание учёных привлекли органические материалы благодаря их гибкости, низкой стоимости и биосовместимости. Органические электрохимические транзисторы (OECT) — это инновационные устройства, где проводимость модулируется за счёт взаимодействия электронов и ионов. Их уникальные свойства открывают возможности для создания биосенсоров, носимой электроники и нейроморфных систем.

Основная часть Принципы работы

Органический электрохимический транзистор (OECT) – это трёхконтактное устройство, состоящее из источника, стока и затвора, где активный слой из проводящего полимера (например, PEDOT:PSS) непосредственно контактирует с электролитом. В традиционных транзисторах проводимость меняется только в тонком поверхностном слое за счёт накопления или истощения зарядов. В OECT ионы проникают во весь объём полимера, что позволяет эффективнее управлять током по всей толщине материала. [1; 2].

Схема органического электрохимического транзистора изображена на рисунке 1.

Рис. 1. Схема OECT: исток (Source), сток (Drain), затвор (Gate), электролит (Electrolyte), активный слой (Active Layer)

При приложении напряжения затвора (U_G) происходит инжекция ионов из электролита в активный слой, что приводит к изменению его проводимости. Этот процесс, называемый электрохимическим легированием, обеспечивает изменение концентрации подвижных зарядов в полимере и, как следствие, изменение тока стока (I_D) [1].

Механизм работы OECT часто описывается в рамках модели Бернарда, согласно которой устройство условно разделено на две цепи: электронную (исток–канал–сток) и ионную (затвор–электролит–канал). В электронной цепи проводимость определяется движением электронов или дырок по каналу, а в ионной – процессом диффузии и накопления ионов.

Особенность конструкции OECT заключается в том, что инжекция ионов происходит по всему объёму канала, что позволяет достигать высоких значений модуляции тока даже при низких значениях напряжения затвора. В этом аспекте OECT выгодно отличаются от традиционных FET, где управляющий эффект ограничен узким интерфейсом [2].