Linköping skalar upp tryckt elektronik

Polymerer som idag tillverkas storskaligt i industrin kan användas till tryckt elektronik, med CMOS-kretsar drivna av tryckta batterier. Hur det går till har Lars Herlogsson visat i en lovordad avhandling vid Linköpings universitet.

Herlogssons transistorer byggs upp av två polymerer där den ena fungerar som en halvledare och den andra som en elektrolyt. I elektrolyten binds positiva eller negativa joner till polymerkedjan, för p- respektive n-transistorer. En viktig poäng är att det aktiva skiktet, där fältet koncentreras i elektrolyten, alltid blir bara 1 nm tunt, oavsett hur tjockt elektrolytskiktet är. Det gör att drivspänningen kan hållas låg, och transistorerna kan mer än väl drivas av tryckta batterier som ger ifrån sig en spänning kring 1 volt.

Med dessa FET:ar – fälteffekttransistorer – har Herlogsson byggt CMOS-kretsar som är avsevärt effektsnålare än dagens.

– Det här är en robust CMOS-teknik som tillåter mycket låga drivspänningar, dessutom är den väl lämpad för tryckt elektronik, säger Lars Herlogsson i ett pressmeddelande från universitetet.

Hans avhandling har resulterat i inte mindre än sex artiklar i den vetenskapliga tidskriften Advanced Materials. Fyra av dem handlar om de organiska transistorerna och hur de kan tryckas, en handlar om hur de kan bäddas in i textila mikrofibrer och en visar hur man kan göra en organisk fälteffekttransistor med en droppe vatten som elektrolyt.

Handledaren Magnus Berggren, professor i organisk elektronik, lovordar avhandlingen.

– Den saknar motstycke på Linköpings universitet, det lär dröja ett tag innan vi får uppleva något liknande igen, säger han.

Även Christer Svensson, namnkunnig professor emeritus som deltagit i betygsnämnden, är imponerad.

– Ett vetenskapligt mycket snyggt jobb, en intelligent idé som han också tydligt kunde visa fungerar. Det kan nog finnas applikationer för den här typen av elektronik där kisel inte kan konkurrera, som i stora tv-skärmar, säger han.

Lars Herlogsson är sedan 1 september anställd på företaget Thin Film Electronics där han ska tillämpa sin forskning kring företagets tryckta minnen. Thin Film grundades av professor Olle Inganäs, som också lett det forskningsprogram kallat Open där avhandlingen arbetats fram. Själva avhandlingen finns på nätet (länk).