由于能夠在血液和水中運行,有機電化學晶體管被證明可用于現(xiàn)場信號處理。
隨著可穿戴設(shè)備越來越受歡迎,研究人員正在設(shè)計可能在監(jiān)測健康方面發(fā)揮關(guān)鍵作用的新設(shè)備。然而,生物醫(yī)學可穿戴設(shè)備的未來首先需要生物傳感和人機兼容性方面的進步。為此,研究人員研究了一種稱為有機電化學晶體管 (OECT) 的晶體管,該晶體管已顯示出顯著的生物傳感能力。西北大學的一個跨學科小組最近宣布,在使用垂直晶體管架構(gòu)開發(fā) OECT 技術(shù)方面取得了重大進展。?
什么是有機電化學晶體管?
有機電化學晶體管通過施加外部電場或化學勢來調(diào)節(jié)有機半導體材料的電導率。
通常,有機電化學晶體管由三個主要部分組成:有源層、柵極以及源極和漏極?;钚詫油ǔS捎袡C半導體材料制成,負責器件的電性能。柵極控制流過有源層的電流,源極和漏極接收施加的電壓并測量產(chǎn)生的電流。
在有機電化學晶體管中,所有三個電極都與活性層接觸。
在許多情況下,柵極端子連接到電解質(zhì)溶液,可用于將離子引入有機半導體材料中。在這些應用中, 使用電解質(zhì)溶液來控制半導體材料中的離子濃度,從而控制電導率。然后,這些離子可用于調(diào)節(jié)材料的電導率并控制源極和漏極端子之間的電流。?就可以用作開關(guān)或檢測器。
為什么有機電化學晶體管在生物識別監(jiān)測中具有吸引力
有機電化學晶體管在生物可穿戴設(shè)備方面受到如此廣泛的研究有很多原因。
有機電化學晶體管 具有許多有利的工作特性,例如低驅(qū)動電壓、低功耗和高跨導(換句話說,輸入電壓的小變化導致輸出電流的大變化)。由于這些特性,有機電化學晶體管在生物醫(yī)學應用中大有可為,在這些應用中需要檢測和放大小的生物信號,例如神經(jīng)遞質(zhì)或酶,并將它們轉(zhuǎn)換成可測量的電信號。?
研究人員聲稱,這種垂直結(jié)構(gòu)使設(shè)備具有更高的循環(huán)穩(wěn)定性和堆疊晶體管的能力,從而實現(xiàn)更密集的集成。
該團隊稱,這是“真正垂直”有機電化學晶體管 的首次演示。電化學晶體管原型還與水和血液兼容,允許它在測量心跳、血液中鉀和鈉的水平以及睡眠障礙研究期間的眼球運動時放大信號。?