Transistor orgânico de efeito de campo

O Transistor orgânico de efeito de campo (oFET - Organic Field Effect Transistor), é um tipo de transistor de efeito de campo, que diferente do mais comumente utilizado MOSFET, é composto por materiais orgânicos, especificamente polímeros condutores. Foi desenvolvido pela primeira vez por pesquisadores da Mitsubishi Eletric Corporation em 198635 years of organic transistors. Nat Electron 4, 541 (2021). https://doi.org/10.1038/s41928-021-00642-5

História

O estudo de materiais a base de polímeros orgânicos como componentes eletrônicos antecipa a criação da eletrônica orgânica. Pode-se considerar que a partir desta publicação de 1977, tem o início a eletrônica orgânica, que juntamente com novos materiais e técnicas de processamento que reduzem o custo de produção dos dispositivos, abriu a possibilidade da criação da área eletrônica flexível. Şengez Büşra et al., Use of side chain thiophene containing copolymer as a non-ionic gel-dielectric material for sandwich OFET assembly., Microelectronic Engineering, vol. 103, 2013, p. 111-117.

Em 1986, pesquisadores da Mitsubishi Eletric desenvolveram o primeiro transistor de efeito de campo orgânico, utilizando o polímero politiofeno como semicondutor. Nos anos seguintes o desenvolvimento de oFET's adotou polímeros condutores como o poliacetileno devido à sua alta condutividade quando dopado com materiais como potássio e boro.Kymissis, Ioannis. Organic field effect transistors: theory, fabrication and characterization. Springer Science & Business Media, 2008.

Em 1997, transistores orgânicos baseados em pentaceno atingiram níveis de eficiência análogos a dispositivos feitos de silício, abrindo caminho para dispositivos futuros baseados em materiais orgânicos.Y. Y. Lin, D. J. Gundlach, S. F. Nelson and T. N. Jackson, "High-mobility pentacene-based organic thin film transistors," 1997 55th Annual Device Research Conference Digest, Fort Collins, CO, USA, 1997, pp. 60-61, doi: 10.1109/DRC.1997.612475.

Desde então avanços foram feitos em diferentes técnicas de dopagem, com pesquisas em 2023 mostrando resultados positivos para dopagens do tipo N estáveisDafei Yuan, Wuyue Liu, Xiaozhang Zhu; Efficient and air-stable n-type doping in organic semiconductors. Chem. Soc. Rev. 2023; 52 (11): 3842–3872., que podem ser cruciais para futuras aplicações desses componentes.

Aplicações Os transistores orgânicos de efeito de campo, por serem desenvolvidos com base em polímeros, apresentam características físicas impossíveis de serem alcançadas por materiais metálicos convencionais. Graças à isso, oFET's são considerados no futuro de projetos bioeletrônicosSaravanan Yuvaraja, Ali Nawaz, Qian Liu, Deepak Dubal, Sandeep G. Surya, Khaled N. Salama, Prashant Sonar; Organic field-effect transistor-based flexible sensors. Chem. Soc. Rev. 2020;, devido à sua flexibilidade e baixo peso, que possibilitam o desenvolvimento de sensores médicos vestíveis, que seriam capazes de monitorar aspectos médicos dos pacientes de maneira confortável.

Outras aplicações incluem telas dobráveis e computação neuromórfica, ramo da computação que visa imitar o cérebro humano no desenvolvimento de hardware, integrando memória e processamento de maneira similar às sinapses humanas, algo que se torna mais viável com uma superfície baseada em polímeros.ZHAO, Yujie et al. High-performance and multifunctional organic field-effect transistors. Chinese Chemical Letters, v. 34, n. 9, 108094, set. 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cclet.2022.108094.

Referências

Categoria:Componentes eletrônicos Categoria:Semicondutores Categoria:Transistores