कार्बनिक विद्युत ट्रांजिस्टर

कार्बनिक विद्युत ट्रांजिस्टर (ओ इ सी टी) एक कार्बनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो ट्रांजिस्टर की तरह काम करता है। उपकरण के माध्यम से बहने वाली धारा को इलेक्ट्रोलाइट और कार्बनिक कंडक्टर या अर्धचालक से बने ओईसीटी चैनल के बीच आयनों के आदान-प्रदान द्वारा नियंत्रित किया जाता है। आयनों का आदान-प्रदान गेट इलेक्ट्रोड पर लागू वोल्टेज द्वारा संचालित होता है जो इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से चैनल के साथ आयनिक संपर्क में होता है। चैनल और इलेक्ट्रोलाइट के बीच आयनों का प्रवास चैनल सामग्री में होने वाली इलेक्ट्रोकेमिकल रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के साथ होता है। आयन प्रवासन के साथ-साथ चैनल का इलेक्ट्रोकेमिकल रेडॉक्स इलेक्ट्रोकेमिकल डोपिंग नामक प्रक्रिया में चैनल की चालकता को बदलता है। बायोसेंसर, जैव इलेक्ट्रानिकी और बड़े क्षेत्र, कम लागत वाले इलेक्ट्रॉनिक्स में अनुप्रयोगों के लिए ओईसीटी का पता लगाया जा रहा है। ओईसीटी का उपयोग मल्टी-बिट मेमोरी डिवाइस के रूप में भी किया जा सकता है जो मस्तिष्क की सिनैप्टिक कार्यात्मकताओं की नकल करता है। इस कारण से, न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग अनुप्रयोगों में तत्वों के रूप में ओईसीटी की भी जांच की जा सकती है।

ओईसीटी डिवाइस निर्माण और संचालन तंत्र
ओईसीटी में एक अर्धचालक या यहां तक कि कंडक्टर पतली-फिल्म (चैनल) होती है, जो प्रायः संयुग्मित बहुलक से बनी होती है, जो इलेक्ट्रोलाइट के सीधे संपर्क में होती है। स्रोत और निर्गम इलेक्ट्रोड चैनल के लिए विद्युत संपर्क स्थापित करते हैं, जबकि एक गेट इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोलाइट से विद्युत संपर्क स्थापित करता है। इलेक्ट्रोलाइट तरल, गाढ़ा जैल या ठोस हो सकता है। सबसे सामान्य बायसिंग विन्यास में, स्रोत को भूसंपर्कित किया जाता है और निर्गम पर एक वोल्टेज (निर्गम वोल्टेज) लगाया जाता है। यह चैनल में निहित इलेक्ट्रॉनिक चार्ज (प्रायः कोठर) के कारण धारा प्रवाहित (निर्गम धारा) का कारण बनता है। जब गेट पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रोलाइट से आयनों को चैनल में अंतःक्षिप्त किया जाता है और इलेक्ट्रॉनिक चार्ज घनत्व को बदल देता है, और इसलिए निर्गम का प्रवाह होता है। जब गेट वोल्टेज को हटा दिया जाता है, तो अंतःक्षिप्त किए गए आयन इलेक्ट्रोलाइट में वापस आ जाते हैं और निर्गम धारा वापस अपने मूल मान पर चली जाती है। हालाँकि, कुछ चैनल सामग्री गेट वोल्टेज को हटाने के बाद भी माइग्रेट किए गए आयनों को स्मृति उपकरणों के रूप में उनके उपयोग को सक्षम कर सकती है।

ओईसीटी प्रायः पेडॉट:पीएसएस को चैनल सामग्री के रूप में उपयोग करते हैं, और अवक्षय मोड में काम करते हैं। पीएसएस में निहित सल्फ़ोनेट आयनों द्वारा कार्बनिक अर्धचालक पेडॉट को पी-टाइप डोप किया गया है और इसलिए पेडॉट:पीएसएस एक उच्च इलेक्ट्रॉनिक चालकता प्रदर्शित करता है। जब कोई गेट वोल्टेज लागू नहीं होता है, तो अत्यधिक प्रवाहकीय चैनल के माध्यम से एक उच्च निर्गम का प्रवाह होता है, और ओईसीटी को चालू स्थिति में कहा जाता है। जब गेट पर सकारात्मक वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रोलाइट से धनायनों को पेडॉट: पीएसएस चैनल में अंतःक्षिप्त किया जाता है, जहां वे सल्फोनेट आयनों पर नकारात्मक आवेश की भरपाई करते हैं। यह पेडॉट की ऑक्सीकृत अवस्था से इसकी तटस्थ अवस्था में विद्युत रासायनिक कमी की ओर जाता है जिसके परिणामस्वरूप ओईसीटी चैनल का डी-डोपिंग होता है। ओईसीटी को तब ऑफ अवस्था में कहा जाता है। संचय मोड ओईसीटी, आंतरिक कार्बनिक अर्धचालकों (उदाहरण के लिए p(g2T-TT)) पर आधारित है, का भी वर्णन किया गया है।

ओईसीटी इलेक्ट्रोलाइट-गेटेड फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर से अलग हैं। बाद के प्रकार के उपकरण में, आयन चैनल में प्रवेश नहीं करते हैं, बल्कि इसकी सतह के पास जमा होते हैं (या परावैघ्दुत परत की सतह के पास, जब ऐसी परत चैनल पर जमा होती है)। यह चैनल के अंदर, सतह के पास इलेक्ट्रॉनिक चार्ज के संचय को प्रेरित करता है। इसके विपरीत, ओईसीटी में, आयनों को चैनल में अंतःक्षेप किया जाता है और इसकी संपूर्ण मात्रा में इलेक्ट्रॉनिक चार्ज घनत्व को बदल देता है। आयनिक और इलेक्ट्रॉनिक चार्ज के बीच इस स्थूल युग्मन के परिणामस्वरूप, ओईसीटी एक एक उत्कृष्ट आंतरिक लाभ के साथ बहुत ही उच्च अंतराचालकता दिखाते हैं। ओईसीटी का नुकसान यह है कि वे धीमे हैं, क्योंकि वे चैनल के भीतर और बाहर आयनों के स्वाभाविक रूप से धीमे प्रवासन द्वारा सीमित हैं। हालाँकि, माइक्रो-फैब्रिकेटेड ओईसीटी सैकड़ों माइक्रोसेकंड के क्रम का प्रतिक्रिया समय दिखाते हैं। ड्रिफ्ट-डिफ्यूश़न मॉडल का उपयोग करके ओईसीटी का सटीक अनुकरण संभव है।

ओईसीटी को सबसे पहले 80 के दशक में मार्क राइटन के समूह द्वारा विकसित किया गया था। वे वर्तमान में जैव इलेक्ट्रानिकी, और बड़े क्षेत्र, कम लागत वाले इलेक्ट्रॉनिक्स में अनुप्रयोगों के लिए गहन विकास का ध्यान केंद्रित कर रहे हैं। सीधा निर्माण और लघुकरण, कम लागत वाली छपाई तकनीकों के साथ अनुकूलता, यांत्रिक समर्थन की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ संगतता (फाइबर सहित, कागज़, प्लास्टिक और इलास्टोमेर ), और जलीय वातावरण में स्थिरता, बायोसेंसर में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में उनके उपयोग के लिए प्रेरित करती है।  इसके अलावा, उनका उच्च पारगमन ओईसीटी को शक्तिशाली प्रवर्धक ट्रांसड्यूसर बनाता है। ओईसीटी का उपयोग आयनों का पता लगाने के लिए किया गया है,  : न्यूरोट्रांसमीटर, : मेटाबोलाइट,  डीएनए, रोगज़नक़ जीवों, साथ ही सेल बन्ध की जांच करने के लिए, बैरियर ऊतक की अविकलता को मापने, चूहों में मिरगी की गतिविधि का पता लगाने, और विद्युत रूप से सक्रिय कोशिकाओं और ऊतकों के साथ इंटरफेस में इसका उपयोग किया जाता है।

बाहरी संबंध

 * जैव इलेक्ट्रानिकी Laboratory, University of Cambridge
 * Department of जैव इलेक्ट्रानिकी, Ecole des Mines de St. Etienne
 * Laboratory of Organic Electronics, Linkoping University
 * C. Dan Frisbie Research group, University of Minnesota