Yn ystod gweithrediad transistor, mae sianel twll yn ffurfio, tra bod haen ddwbl drydanol a achosir gan gationau
Mae ymchwilwyr Prifysgol Genedlaethol Seoul wedi datblygu transistor allyrru golau organig electrogemegol foltedd isel iawn a all berfformio prosesu signalau, cof ac allyrru golau ar yr un pryd o fewn un ddyfais lled-ddargludyddion. Drwy gyflwyno gwellawr cludo ïonau i sianel lled-ddargludyddion y polymer sy'n allyrru golau, galluogodd y tîm ffurfio haen ddwbl drydanol ar ryngwyneb yr electrod draen, gan ganiatáu chwistrelliad electronau effeithlon heb ddibynnu ar y folteddau uchel na'r dopio math-n ansefydlog a ddefnyddir mewn dulliau confensiynol.
O ganlyniad, cynhaliodd y ddyfais strwythur syml un haen weithredol wrth gyflawni gweithrediad foltedd isel ac allyriadau golau eang, wedi'u pinio'n ofodol, ynghyd â swyddogaeth prosesu signalau niwromorffig.
Cyhoeddir y gwaith yn y cyfnodolyn Nature Materials.
Mae electroneg wisgadwy yn esblygu'n gyflym y tu hwnt i oriorau clyfar a sbectol glyfar i fod yn lwyfannau hawdd eu defnyddio o'r genhedlaeth nesaf, gydag ehangu yn y dyfodol tuag at ddyfeisiau ar y croen a mewnblanadwy.
Yn benodol, ystyrir dyfeisiau gwisgadwy ar y croen, ynghyd â thechnolegau lled-ddargludyddion integredig sy'n cyfuno swyddogaethau synhwyro, prosesu signalau, cof ac arddangos mewn un platfform, yn dechnolegau galluogi allweddol ar gyfer gofal iechyd y genhedlaeth nesaf a'r diwydiant electroneg yn y dyfodol.
Yn fwy diweddar, mae electroneg gwisgadwy wedi datblygu y tu hwnt i ganfod biosignalau syml tuag at brosesu a delweddu signalau amser real.
Fodd bynnag, hyd yn hyn, mae'r swyddogaethau hyn fel arfer wedi cael eu gweithredu gan ddefnyddio dyfeisiau cysylltiedig ar wahân, gan arwain at strwythurau cymhleth, cydrannau swmpus ac anhyblyg, a defnydd ynni uchel. Felly, mae integreiddio swyddogaethau lluosog o fewn pensaernïaeth dyfais syml wedi dod yn her fawr.
1. Pam mae dyfeisiau cyfredol yn methu
Mae transistorau allyrru golau organig wedi denu sylw fel ymgeiswyr addawol ar gyfer electroneg gwisgadwy'r genhedlaeth nesaf oherwydd gallant gyfuno swyddogaethau transistor a deuod allyrru golau mewn un ddyfais.
Fodd bynnag, mae transistorau organig confensiynol â strwythur electrod ochrol angen folteddau gweithredu uchel o 80 i 180 V oherwydd y pellter hir rhwng electrodau a'r rhwystr chwistrellu electronau mawr.
Hyd yn oed pan ddefnyddir dopio ïonau electrocemegol i ostwng y foltedd gweithredu, mae angen mwy na 3.5 V o hyd, ac mae'r parth allyriadau yn parhau i fod yn gul ac yn ansefydlog, gan gyfyngu ar ddefnydd ymarferol mewn arddangosfeydd go iawn a systemau electronig gwisgadwy deallus.
2. Sut mae'r transistor newydd yn gweithio
Datblygodd y tîm ymchwil transistor allyrru golau organig electrocemegol foltedd isel iawn sy'n integreiddio prosesu signalau, cof ac allyriadau golau o fewn un transistor organig.
Drwy ymgorffori gwellaydd cludo ïonau yn yr haen weithredol i ysgogi ffurfio haen ddwbl drydanol ar y rhyngwyneb electrod, cyflwynodd y tîm fecanwaith newydd ar gyfer chwistrellu electronau effeithlon heb ddibynnu ar y folteddau uchel na'r dopio ansefydlog a ddefnyddir mewn dulliau confensiynol.
Galluogodd hyn allyriadau golau hyd yn oed ar folteddau < 3.5 V, a ystyriwyd yn rhy isel ar gyfer gweithredu o'r blaen, gan gynnal parth allyriadau eang a sefydlog.
Dangosodd y ddyfais hefyd nodweddion prosesu signalau a chof, gydag ymatebion yn cronni o dan ysgogiadau dro ar ôl tro ac yn cael eu cadw dros amser, a chafodd ei harddangos ymhellach mewn system arddangos hyblyg y gellir ei gwisgo a bwerir gan ddau fatri 1.5 V yn unig.
Mae'r astudiaeth hon yn dangos y gellir cyflawni allyriadau golau sefydlog a swyddogaeth ddeallus ar yr un pryd hyd yn oed mewn pensaernïaeth haen weithredol sengl syml, gan ehangu potensial transistorau organig ar gyfer cymwysiadau gwisgadwy yn fawr.
3. Effaith bosibl ar ddyfeisiau gwisgadwy
Mae'r astudiaeth hon yn arwyddocaol gan ei bod yn integreiddio prosesu signalau, cof ac allyriadau golau i mewn i un ddyfais, gan leihau cyfyngiadau systemau electronig gwisgadwy confensiynol sy'n gofyn am gynhyrchu a chysylltu nifer o gydrannau ar wahân.
Yn benodol, drwy ddangos ymatebion cronnus a chadwl i ysgogiadau mewnbwn hefyd, mae'n tynnu sylw at botensial electroneg y genhedlaeth nesaf a all brosesu gwybodaeth ac arddangos y canlyniad ar unwaith drwy olau.
Er bod dyfeisiau gwisgadwy confensiynol yn ei gwneud hi'n anodd i ddefnyddwyr wirio signalau wedi'u mesur mewn amser real wrth symud, mae'r dechnoleg hon yn cyfeirio at fonitro amser real a chyflenwi gwybodaeth ar unwaith.
Disgwylir iddo gael ei ymestyn i gymwysiadau fel adsefydlu, gofal cleifion brys, monitro ymarfer corff, electroneg ar y croen a gofal iechyd clyfar, a gall wasanaethu fel technoleg alluogi allweddol ar gyfer diwydiannau cysylltiedig.
Mae'r Athro Tae-Woo Lee wedi dangos cystadleurwydd ymchwil o'r radd flaenaf drwy gyhoeddiadau olynol yn Science and Nature yn 2026.
Mae'r gwaith hwn yn mynd y tu hwnt i ddyfeisiau allyrru golau confensiynol trwy integreiddio swyddogaethau allyrru golau, prosesu signalau a chof i mewn i un ddyfais lled-ddargludyddion ar foltedd isel, gan gyflwyno cyfeiriad newydd ar gyfer electroneg wisgadwy ddeallus y genhedlaeth nesaf.
Dywedodd yr Athro Tae-Woo Lee, a arweiniodd yr astudiaeth, "Mae'r gwaith hwn yn arbennig o ystyrlon gan ei fod yn dangos y gellir integreiddio pob swyddogaeth o fewn un ddyfais lled-ddargludyddion, heb yr angen i gynhyrchu a chysylltu unedau prosesu, cof ac arddangos ar wahân."
Ychwanegodd, "Wrth symud ymlaen, rydym yn bwriadu datblygu'r dechnoleg hon ymhellach yn blatfform lled-ddargludyddion ar y croen sy'n berthnasol i groen artiffisial deallus a gofal iechyd gwisgadwy."
Mae'r dechnoleg hon hefyd yn arwyddocaol gan ei bod yn mynd y tu hwnt i led-ddargludyddion allyrru golau confensiynol trwy ddangos amlswyddogaetholdeb mewn un ddyfais lled-ddargludyddion foltedd isel.
Yn yr ystyr hwn, mae'n cyflwyno cyfeiriad newydd ar gyfer electroneg wisgadwy ddeallus ar y croen sy'n galluogi rhyngweithio amser real rhwng bodau dynol a pheiriannau.
Amser postio: 22 Mehefin 2026