В Лаборатории органической электроники шведского Университета Линчёпинг (LiU) родились первые в мире схемы комплементарной электрохимической логики, способные продолжительное время стабильно функционировать в водной среде. Эта разработка представляет значительный прорыв в технологиях биоэлектроники.

Зачинателями этого направления также были сотрудники LiU. В 2002 г. они представили электрохимические транзисторы, изготовленные печатным способом. С тех пор технологии органической электроники прогрессировали быстрыми темпами, и в настоящее время светодиоды и электрохимические дисплеи уже выпускаются в коммерческих масштабах.

Доминирующим материалом для этих устройств до сих пор был PEDOT:PSS, полимер с проводимостью дырочного типа (p). Но для конструирования эффективных электронных компонентов его требовалось дополнить материалом n-типа, в котором носителями заряда выступают электроны. Это позволило бы отказаться от использования громоздких резисторов и уменьшить габариты электрохимических схем.

В своих попытках найти такой материал исследователи столкнулись с проблемой: длинные молекулярные цепочки легированных полимеров не обладали достаточной стабильностью при прохождении по ним сильного тока.

В новой статье для Advanced Materials, Симоне Фабиано (Simone Fabiano), глава группы Органической Наноэлектроники LiU, вместе с коллегами представил результаты испытаний материалов с n-проводимостью, имеющих полимерную структуру «лестничного» типа, которая позволяет сохранять стабильность в условиях высокого тока и легирования.

Один из примеров такого материала — BBL (полибензимидазобензофенантролин) — термостойкий полимер, часто применяемый в солнечных батареях. Шведские учёные смогли напылением получать толстые (до 200 нм) плёнки BBL. Чем больше их толщина, тем выше электропроводность. Кроме того, технологию напыления достаточно легко совместить с процессом печати электронных плат.

Изготовленные таким образом устройства демонстрировали стабильную работу в течение долгого времени в присутствии кислорода и воды. Вдохновлённые успешными испытаниями авторы теперь конструируют более сложные схемы комплементарной логики — инверторы, сенсоры и пр., способные функционировать во влажной среде.