कार्बनिक विद्युत ट्रांजिस्टर: Difference between revisions

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ऑर्गेनिक इलेक्ट्रोकेमिकल [[ट्रांजिस्टर]] (OECT) एक ऑर्गेनिक इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस है जो ट्रांजिस्टर की तरह काम करता है। डिवाइस के माध्यम से बहने वाली धारा को [[इलेक्ट्रोलाइट]] और कार्बनिक कंडक्टर या [[अर्धचालक]] से बने ओईसीटी चैनल के बीच [[आयन]]ों के आदान-प्रदान द्वारा नियंत्रित किया जाता है।<ref name=Bernards2007>{{cite journal | last1=Bernards | first1=D. A. | last2=Malliaras | first2=G. G. | title=कार्बनिक इलेक्ट्रोकेमिकल ट्रांजिस्टर की स्थिर-अवस्था और क्षणिक व्यवहार| journal=Advanced Functional Materials | publisher=Wiley | volume=17 | issue=17 | date=2007-10-16 | issn=1616-301X | doi=10.1002/adfm.200601239 | pages=3538–3544| s2cid=97447440 }}</ref> 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]], [[ bioelectronics ]] 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।
'''[[ट्रांजिस्टर|कार्बनिक विद्युत ट्रांजिस्टर]] (ओ इ सी टी)''' एक कार्बनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो ट्रांजिस्टर की तरह काम करता है। डिवाइस के माध्यम से बहने वाली धारा को [[इलेक्ट्रोलाइट]] और कार्बनिक कंडक्टर या [[अर्धचालक]] से बने ओईसीटी चैनल के बीच [[आयन|आयनों]] के आदान-प्रदान द्वारा नियंत्रित किया जाता है।<ref name=Bernards2007>{{cite journal | last1=Bernards | first1=D. A. | last2=Malliaras | first2=G. G. | title=कार्बनिक इलेक्ट्रोकेमिकल ट्रांजिस्टर की स्थिर-अवस्था और क्षणिक व्यवहार| journal=Advanced Functional Materials | publisher=Wiley | volume=17 | issue=17 | date=2007-10-16 | issn=1616-301X | doi=10.1002/adfm.200601239 | pages=3538–3544| s2cid=97447440 }}</ref> 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]], [[ bioelectronics |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।


==OECT डिवाइस निर्माण और संचालन तंत्र ==
==ओईसीटी डिवाइस निर्माण और संचालन तंत्र ==
ओईसीटी में एक अर्धचालक पतली-फिल्म (चैनल) होती है, जो आमतौर पर [[संयुग्मित प्रणाली]] से बनी होती है, जो इलेक्ट्रोलाइट के सीधे संपर्क में होती है।<ref>{{Cite journal|last1=Zeglio|first1=Erica|last2=Inganäs|first2=Olle|date=2018|title=कार्बनिक इलेक्ट्रोकेमिकल ट्रांजिस्टर के लिए सक्रिय सामग्री|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201800941|journal=Advanced Materials|language=en|volume=30|issue=44|pages=1800941|doi=10.1002/adma.201800941|pmid=30022545 |bibcode=2018AdM....3000941Z |s2cid=51699034 |issn=1521-4095}}</ref> स्रोत और नाली इलेक्ट्रोड चैनल के लिए विद्युत संपर्क स्थापित करते हैं, जबकि एक गेट इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोलाइट से विद्युत संपर्क स्थापित करता है। इलेक्ट्रोलाइट तरल, जेल या ठोस हो सकता है। सबसे आम बायसिंग कॉन्फ़िगरेशन में, स्रोत को ग्राउंड किया जाता है और ड्रेन पर एक वोल्टेज (ड्रेन वोल्टेज) लगाया जाता है। यह चैनल में मौजूद इलेक्ट्रॉनिक चार्ज (आमतौर पर [[इलेक्ट्रॉन छेद]]) के कारण करंट प्रवाहित (ड्रेन करंट) का कारण बनता है। जब गेट पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रोलाइट से आयनों को चैनल में इंजेक्ट किया जाता है और इलेक्ट्रॉनिक चार्ज घनत्व को बदल देता है, और इसलिए नाली का प्रवाह होता है। जब गेट वोल्टेज को हटा दिया जाता है, तो इंजेक्ट किए गए आयन इलेक्ट्रोलाइट में वापस आ जाते हैं और ड्रेन करंट वापस अपने मूल मान पर चला जाता 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 में एक अर्धचालक या यहां तक कि कंडक्टर पतली-फिल्म (चैनल) होती है, जो प्रायः [[संयुग्मित प्रणाली]] से बनी होती है, जो इलेक्ट्रोलाइट के सीधे संपर्क में होती है।<ref>{{Cite journal|last1=Zeglio|first1=Erica|last2=Inganäs|first2=Olle|date=2018|title=कार्बनिक इलेक्ट्रोकेमिकल ट्रांजिस्टर के लिए सक्रिय सामग्री|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201800941|journal=Advanced Materials|language=en|volume=30|issue=44|pages=1800941|doi=10.1002/adma.201800941|pmid=30022545 |bibcode=2018AdM....3000941Z |s2cid=51699034 |issn=1521-4095}}</ref> स्रोत और नाली इलेक्ट्रोड चैनल के लिए विद्युत संपर्क स्थापित करते हैं, जबकि एक गेट इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोलाइट से विद्युत संपर्क स्थापित करता है। इलेक्ट्रोलाइट तरल, जेल या ठोस हो सकता है। सबसे आम बायसिंग कॉन्फ़िगरेशन में, स्रोत को ग्राउंड किया जाता है और ड्रेन पर एक वोल्टेज (ड्रेन वोल्टेज) लगाया जाता है। यह चैनल में मौजूद इलेक्ट्रॉनिक चार्ज (प्रायः [[इलेक्ट्रॉन छेद]]) के कारण करंट प्रवाहित (ड्रेन करंट) का कारण बनता है। जब गेट पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रोलाइट से आयनों को चैनल में इंजेक्ट किया जाता है और इलेक्ट्रॉनिक चार्ज घनत्व को बदल देता है, और इसलिए नाली का प्रवाह होता है। जब गेट वोल्टेज को हटा दिया जाता है, तो इंजेक्ट किए गए आयन इलेक्ट्रोलाइट में वापस आ जाते हैं और ड्रेन करंट वापस अपने मूल मान पर चला जाता 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 आमतौर पर पेडॉट का उपयोग करते हैं: पीएसएस चैनल सामग्री के रूप में, और [[कमी और वृद्धि मोड]] में काम करते हैं।<ref>{{cite journal | last1=Owens | first1=Róisín M. | last2=Malliaras | first2=George G. | title=जीव विज्ञान के साथ इंटरफेस पर कार्बनिक इलेक्ट्रॉनिक्स| journal=MRS Bulletin | publisher=Cambridge University Press (CUP) | volume=35 | issue=6 | year=2010 | issn=0883-7694 | doi=10.1557/mrs2010.583 | pages=449–456}}</ref> [[कार्बनिक अर्धचालक]] PEDOT को डोप किया गया है: पीएसएस में मौजूद [[ सल्फ़ोनेट ]] आयनों द्वारा बाह्य अर्धचालक | पी-प्रकार<ref>
ओईसीटी प्रायः पेडॉट का उपयोग करते हैं: पीएसएस चैनल सामग्री के रूप में, और [[कमी और वृद्धि मोड]] में काम करते हैं।<ref>{{cite journal | last1=Owens | first1=Róisín M. | last2=Malliaras | first2=George G. | title=जीव विज्ञान के साथ इंटरफेस पर कार्बनिक इलेक्ट्रॉनिक्स| journal=MRS Bulletin | publisher=Cambridge University Press (CUP) | volume=35 | issue=6 | year=2010 | issn=0883-7694 | doi=10.1557/mrs2010.583 | pages=449–456}}</ref> [[कार्बनिक अर्धचालक]] PEDOT को डोप किया गया है: पीएसएस में मौजूद [[ सल्फ़ोनेट ]] आयनों द्वारा बाह्य अर्धचालक | पी-प्रकार<ref>
A. Elschner, S. Kirchmeyer, W. Lövenich, U. Merker and K. Reuter, in PEDOT, Principles and Applications of an Intrinsically Conductive Polymer (CRC Press, 2010), pp. 113-166.
A. Elschner, S. Kirchmeyer, W. Lövenich, U. Merker and K. Reuter, in PEDOT, Principles and Applications of an Intrinsically Conductive Polymer (CRC Press, 2010), pp. 113-166.
</ref> और इसलिए PEDOT: PSS एक उच्च इलेक्ट्रॉनिक चालकता प्रदर्शित करता है। जब कोई गेट वोल्टेज लागू नहीं होता है, तो अत्यधिक प्रवाहकीय चैनल के माध्यम से एक उच्च नाली का प्रवाह होता है, और ओईसीटी को चालू स्थिति में कहा जाता है।
</ref> और इसलिए PEDOT: PSS एक उच्च इलेक्ट्रॉनिक चालकता प्रदर्शित करता है। जब कोई गेट वोल्टेज लागू नहीं होता है, तो अत्यधिक प्रवाहकीय चैनल के माध्यम से एक उच्च नाली का प्रवाह होता है, और ओईसीटी को चालू स्थिति में कहा जाता है।
जब गेट पर सकारात्मक वोल्टेज लगाया जाता है, इलेक्ट्रोलाइट से आयन को पेडॉट: पीएसएस चैनल में इंजेक्शन दिया जाता है, जहां वे सल्फोनेट आयनों पर नकारात्मक चार्ज की भरपाई करते हैं। यह PEDOT की ऑक्सीकृत अवस्था से इसकी तटस्थ अवस्था में विद्युत रासायनिक कमी की ओर जाता है जिसके परिणामस्वरूप OECT चैनल का डी-डोपिंग होता है। OECT को तब ऑफ स्टेट में कहा जाता है।<ref name="Bernards2007" />[[आंतरिक अर्धचालक]] कार्बनिक अर्धचालकों (उदाहरण के लिए p(g2T-TT)) पर आधारित संचय मोड OECTs का भी वर्णन किया गया है।<ref>{{cite journal | last1=Cho | first1=Jeong Ho | last2=Lee | first2=Jiyoul | last3=Xia | first3=Yu | last4=Kim | first4=BongSoo | last5=He | first5=Yiyong | last6=Renn | first6=Michael J. | last7=Lodge | first7=Timothy P. | last8=Daniel Frisbie | first8=C. | title=प्लास्टिक पर लो-वोल्टेज पॉलीमर थिन-फिल्म ट्रांजिस्टर के लिए प्रिंट करने योग्य आयन-जेल गेट डाइलेक्ट्रिक्स| journal=Nature Materials | publisher=Springer Nature | volume=7 | issue=11 | date=2008-10-19 | issn=1476-1122 | doi=10.1038/nmat2291 | pages=900–906| pmid=18931674 | bibcode=2008NatMa...7..900C }}</ref><ref>{{cite journal | last1=Inal | first1=Sahika | last2=Rivnay | first2=Jonathan | last3=Leleux | first3=Pierre | last4=Ferro | first4=Marc | last5=Ramuz | first5=Marc | last6=Brendel | first6=Johannes C. | last7=Schmidt | first7=Martina M. | last8=Thelakkat | first8=Mukundan | last9=Malliaras | first9=George G. | title=एक उच्च पारगमन संचय मोड इलेक्ट्रोकेमिकल ट्रांजिस्टर| journal=Advanced Materials | publisher=Wiley | volume=26 | issue=44 | date=2014-10-13 | issn=0935-9648 | doi=10.1002/adma.201403150 | pages=7450–7455| pmid=25312252 | bibcode=2014AdM....26.7450I | s2cid=205257151 }}</ref>
जब गेट पर सकारात्मक वोल्टेज लगाया जाता है, इलेक्ट्रोलाइट से आयन को पेडॉट: पीएसएस चैनल में इंजेक्शन दिया जाता है, जहां वे सल्फोनेट आयनों पर नकारात्मक चार्ज की भरपाई करते हैं। यह PEDOT 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 स्टेट में कहा जाता है।<ref name="Bernards2007" />[[आंतरिक अर्धचालक]] कार्बनिक अर्धचालकों (उदाहरण के लिए p(g2T-TT)) पर आधारित संचय मोड ओईसीटीs का भी वर्णन किया गया है।<ref>{{cite journal | last1=Cho | first1=Jeong Ho | last2=Lee | first2=Jiyoul | last3=Xia | first3=Yu | last4=Kim | first4=BongSoo | last5=He | first5=Yiyong | last6=Renn | first6=Michael J. | last7=Lodge | first7=Timothy P. | last8=Daniel Frisbie | first8=C. | title=प्लास्टिक पर लो-वोल्टेज पॉलीमर थिन-फिल्म ट्रांजिस्टर के लिए प्रिंट करने योग्य आयन-जेल गेट डाइलेक्ट्रिक्स| journal=Nature Materials | publisher=Springer Nature | volume=7 | issue=11 | date=2008-10-19 | issn=1476-1122 | doi=10.1038/nmat2291 | pages=900–906| pmid=18931674 | bibcode=2008NatMa...7..900C }}</ref><ref>{{cite journal | last1=Inal | first1=Sahika | last2=Rivnay | first2=Jonathan | last3=Leleux | first3=Pierre | last4=Ferro | first4=Marc | last5=Ramuz | first5=Marc | last6=Brendel | first6=Johannes C. | last7=Schmidt | first7=Martina M. | last8=Thelakkat | first8=Mukundan | last9=Malliaras | first9=George G. | title=एक उच्च पारगमन संचय मोड इलेक्ट्रोकेमिकल ट्रांजिस्टर| journal=Advanced Materials | publisher=Wiley | volume=26 | issue=44 | date=2014-10-13 | issn=0935-9648 | doi=10.1002/adma.201403150 | pages=7450–7455| pmid=25312252 | bibcode=2014AdM....26.7450I | s2cid=205257151 }}</ref>
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 एक ढांकता हुआ परत की सतह के पास, जब ऐसी परत चैनल पर जमा होती है)।<ref>{{cite journal |last1=Kim |first1=Se Hyun |last2=Hong |first2=Kihyon |last3=Xie |first3=Wei |last4=Lee |first4=Keun Hyung |last5=Zhang |first5=Sipei |last6=Lodge |first6=Timothy P. |last7=Frisbie |first7=C. Daniel |date=2012-12-02 |title=कार्बनिक और मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए इलेक्ट्रोलाइट-गेटेड ट्रांजिस्टर|journal=Advanced Materials |publisher=Wiley |volume=25 |issue=13 |pages=1822–1846 |doi=10.1002/adma.201202790 |issn=0935-9648 |pmid=23203564|s2cid=205247030 }}</ref> यह चैनल के अंदर, सतह के पास इलेक्ट्रॉनिक चार्ज के संचय को प्रेरित करता है। इसके विपरीत, ओईसीटी में, आयनों को चैनल में इंजेक्ट किया जाता है और इसकी संपूर्ण मात्रा में इलेक्ट्रॉनिक चार्ज घनत्व को बदल देता है। आयनिक और इलेक्ट्रॉनिक चार्ज के बीच इस थोक युग्मन के परिणामस्वरूप, ओईसीटी एक बहुत ही उच्च [[ transconductance ]] दिखाते हैं<ref>{{cite journal |last1=Khodagholy |first1=Dion |last2=Rivnay |first2=Jonathan |last3=Sessolo |first3=Michele |last4=Gurfinkel |first4=Moshe |last5=Leleux |first5=Pierre |last6=Jimison |first6=Leslie H. |last7=Stavrinidou |first7=Eleni |last8=Herve |first8=Thierry |last9=Sanaur |first9=Sébastien |last10=Owens |first10=Róisín M. |last11=Malliaras |first11=George G. |display-authors=5 |date=2013-07-12 |title=उच्च पारगमन कार्बनिक विद्युत रासायनिक ट्रांजिस्टर|journal=Nature Communications |publisher=Springer Science and Business Media LLC |volume=4 |issue=1 |page=2133 |doi=10.1038/ncomms3133 |issn=2041-1723 |pmc=3717497 |pmid=23851620 |bibcode=2013NatCo...4.2133K |doi-access=free}}</ref> एक उत्कृष्ट आंतरिक लाभ के साथ।<ref name="Ferro2021">{{cite journal |last1=Ferro |first1=Letícia M. M. |last2=Merces |first2=Leandro |last3=de Camargo |first3=Davi H. S. |last4=Bof Bufon |first4=Carlos C. |date=2021-07-22 |title=स्व-घुमावदार नैनोमेम्ब्रेन्स पर आधारित अल्ट्राहाई-गेन ऑर्गेनिक इलेक्ट्रोकेमिकल ट्रांजिस्टर केमोसेंसर|journal=Advanced Materials |publisher=Wiley |volume=33 |issue=29 |pages=2101518 |doi=10.1002/adma.202101518 |pmid=34061409 |bibcode=2021AdM....3301518F |s2cid=235269557 |issn=0935-9648}}</ref> 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 OECTs सैकड़ों [[ microseconds ]] के क्रम का प्रतिक्रिया समय दिखाते हैं।<ref>{{cite journal |last1=Khodagholy |first1=Dion |last2=Gurfinkel |first2=Moshe |last3=Stavrinidou |first3=Eleni |last4=Leleux |first4=Pierre |last5=Herve |first5=Thierry |last6=Sanaur |first6=Sébastien |last7=Malliaras |first7=George G. |date=2011-10-17 |title=उच्च गति और उच्च घनत्व कार्बनिक विद्युत रासायनिक ट्रांजिस्टर सरणी|journal=Applied Physics Letters |publisher=AIP Publishing |volume=99 |issue=16 |page=163304 |doi=10.1063/1.3652912 |bibcode=2011ApPhL..99p3304K |issn=0003-6951 |doi-access=free}}</ref> बहाव-प्रसार मॉडल का उपयोग करके ओईसीटी का सटीक अनुकरण संभव है।<ref>{{Cite journal |last1=Szymanski |first1=Marek |last2=Tu |first2=Deyu |last3=Forchheimer |first3=Robert |year=2017 |title=2-D Drift-Diffusion Simulation of Organic Electrochemical Transistors |journal=IEEE Transactions on Electron Devices |volume=64 |issue=12 |pages=5114–5120 |doi=10.1109/TED.2017.2757766 |bibcode=2017ITED...64.5114S |s2cid=28231599}}</ref>
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 एक ढांकता हुआ परत की सतह के पास, जब ऐसी परत चैनल पर जमा होती है)।<ref>{{cite journal |last1=Kim |first1=Se Hyun |last2=Hong |first2=Kihyon |last3=Xie |first3=Wei |last4=Lee |first4=Keun Hyung |last5=Zhang |first5=Sipei |last6=Lodge |first6=Timothy P. |last7=Frisbie |first7=C. Daniel |date=2012-12-02 |title=कार्बनिक और मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए इलेक्ट्रोलाइट-गेटेड ट्रांजिस्टर|journal=Advanced Materials |publisher=Wiley |volume=25 |issue=13 |pages=1822–1846 |doi=10.1002/adma.201202790 |issn=0935-9648 |pmid=23203564|s2cid=205247030 }}</ref> यह चैनल के अंदर, सतह के पास इलेक्ट्रॉनिक चार्ज के संचय को प्रेरित करता है। इसके विपरीत, ओईसीटी में, आयनों को चैनल में इंजेक्ट किया जाता है और इसकी संपूर्ण मात्रा में इलेक्ट्रॉनिक चार्ज घनत्व को बदल देता है। आयनिक और इलेक्ट्रॉनिक चार्ज के बीच इस थोक युग्मन के परिणामस्वरूप, ओईसीटी एक बहुत ही उच्च [[ transconductance ]] दिखाते हैं<ref>{{cite journal |last1=Khodagholy |first1=Dion |last2=Rivnay |first2=Jonathan |last3=Sessolo |first3=Michele |last4=Gurfinkel |first4=Moshe |last5=Leleux |first5=Pierre |last6=Jimison |first6=Leslie H. |last7=Stavrinidou |first7=Eleni |last8=Herve |first8=Thierry |last9=Sanaur |first9=Sébastien |last10=Owens |first10=Róisín M. |last11=Malliaras |first11=George G. |display-authors=5 |date=2013-07-12 |title=उच्च पारगमन कार्बनिक विद्युत रासायनिक ट्रांजिस्टर|journal=Nature Communications |publisher=Springer Science and Business Media LLC |volume=4 |issue=1 |page=2133 |doi=10.1038/ncomms3133 |issn=2041-1723 |pmc=3717497 |pmid=23851620 |bibcode=2013NatCo...4.2133K |doi-access=free}}</ref> एक उत्कृष्ट आंतरिक लाभ के साथ।<ref name="Ferro2021">{{cite journal |last1=Ferro |first1=Letícia M. M. |last2=Merces |first2=Leandro |last3=de Camargo |first3=Davi H. S. |last4=Bof Bufon |first4=Carlos C. |date=2021-07-22 |title=स्व-घुमावदार नैनोमेम्ब्रेन्स पर आधारित अल्ट्राहाई-गेन ऑर्गेनिक इलेक्ट्रोकेमिकल ट्रांजिस्टर केमोसेंसर|journal=Advanced Materials |publisher=Wiley |volume=33 |issue=29 |pages=2101518 |doi=10.1002/adma.202101518 |pmid=34061409 |bibcode=2021AdM....3301518F |s2cid=235269557 |issn=0935-9648}}</ref> 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 ओईसीटीs सैकड़ों [[ microseconds ]] के क्रम का प्रतिक्रिया समय दिखाते हैं।<ref>{{cite journal |last1=Khodagholy |first1=Dion |last2=Gurfinkel |first2=Moshe |last3=Stavrinidou |first3=Eleni |last4=Leleux |first4=Pierre |last5=Herve |first5=Thierry |last6=Sanaur |first6=Sébastien |last7=Malliaras |first7=George G. |date=2011-10-17 |title=उच्च गति और उच्च घनत्व कार्बनिक विद्युत रासायनिक ट्रांजिस्टर सरणी|journal=Applied Physics Letters |publisher=AIP Publishing |volume=99 |issue=16 |page=163304 |doi=10.1063/1.3652912 |bibcode=2011ApPhL..99p3304K |issn=0003-6951 |doi-access=free}}</ref> बहाव-प्रसार मॉडल का उपयोग करके ओईसीटी का सटीक अनुकरण संभव है।<ref>{{Cite journal |last1=Szymanski |first1=Marek |last2=Tu |first2=Deyu |last3=Forchheimer |first3=Robert |year=2017 |title=2-D Drift-Diffusion Simulation of Organic Electrochemical Transistors |journal=IEEE Transactions on Electron Devices |volume=64 |issue=12 |pages=5114–5120 |doi=10.1109/TED.2017.2757766 |bibcode=2017ITED...64.5114S |s2cid=28231599}}</ref>
OECT को सबसे पहले 80 के दशक में मार्क राइटन के समूह द्वारा विकसित किया गया था।<ref>{{cite journal | last1=White | first1=Henry S. | last2=Kittlesen | first2=Gregg P. | last3=Wrighton | first3=Mark S. | title=Chemical derivatization of an array of three gold microelectrodes with polypyrrole: fabrication of a molecule-based transistor | journal=Journal of the American Chemical Society | publisher=American Chemical Society (ACS) | volume=106 | issue=18 | year=1984 | issn=0002-7863 | doi=10.1021/ja00330a070 | pages=5375–5377}}</ref>
ओईसीटी को सबसे पहले 80 के दशक में मार्क राइटन के समूह द्वारा विकसित किया गया था।<ref>{{cite journal | last1=White | first1=Henry S. | last2=Kittlesen | first2=Gregg P. | last3=Wrighton | first3=Mark S. | title=Chemical derivatization of an array of three gold microelectrodes with polypyrrole: fabrication of a molecule-based transistor | journal=Journal of the American Chemical Society | publisher=American Chemical Society (ACS) | volume=106 | issue=18 | year=1984 | issn=0002-7863 | doi=10.1021/ja00330a070 | pages=5375–5377}}</ref>
वे वर्तमान में अनुप्रयोगों के लिए गहन विकास का ध्यान केंद्रित कर रहे हैं: बायोइलेक्ट्रॉनिक्स,<ref>{{cite journal | last1=Strakosas | first1=Xenofon | last2=Bongo | first2=Manuelle | last3=Owens | first3=Róisín M. | title=जैविक अनुप्रयोगों के लिए जैविक विद्युत रासायनिक ट्रांजिस्टर| journal=Journal of Applied Polymer Science | publisher=Wiley | volume=132 | issue=15 | date=2015-01-07 | issn=0021-8995 | doi=10.1002/app.41735 | pages=41735|doi-access=free}}</ref>
वे वर्तमान में अनुप्रयोगों के लिए गहन विकास का ध्यान केंद्रित कर रहे हैं: बायोइलेक्ट्रॉनिक्स,<ref>{{cite journal | last1=Strakosas | first1=Xenofon | last2=Bongo | first2=Manuelle | last3=Owens | first3=Róisín M. | title=जैविक अनुप्रयोगों के लिए जैविक विद्युत रासायनिक ट्रांजिस्टर| journal=Journal of Applied Polymer Science | publisher=Wiley | volume=132 | issue=15 | date=2015-01-07 | issn=0021-8995 | doi=10.1002/app.41735 | pages=41735|doi-access=free}}</ref>
और बड़े क्षेत्र में, कम लागत वाले: इलेक्ट्रॉनिक्स।<ref>{{cite journal | last1=Nilsson | first1=D. | last2=Robinson | first2=N. | last3=Berggren | first3=M. | last4=Forchheimer | first4=R. | title=इलेक्ट्रोकेमिकल लॉजिक सर्किट| journal=Advanced Materials | publisher=Wiley | volume=17 | issue=3 | date=2005-02-10 | issn=0935-9648 | doi=10.1002/adma.200401273 | pages=353–358| bibcode=2005AdM....17..353N | s2cid=135787001 }}</ref>
और बड़े क्षेत्र में, कम लागत वाले: इलेक्ट्रॉनिक्स।<ref>{{cite journal | last1=Nilsson | first1=D. | last2=Robinson | first2=N. | last3=Berggren | first3=M. | last4=Forchheimer | first4=R. | title=इलेक्ट्रोकेमिकल लॉजिक सर्किट| journal=Advanced Materials | publisher=Wiley | volume=17 | issue=3 | date=2005-02-10 | issn=0935-9648 | doi=10.1002/adma.200401273 | pages=353–358| bibcode=2005AdM....17..353N | s2cid=135787001 }}</ref>
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==बाहरी संबंध==
==बाहरी संबंध==
* [https://bioelectronics.eng.cam.ac.uk/ Bioelectronics Laboratory, University of Cambridge]
* [https://bioelectronics.eng.cam.ac.uk/ जैव इलेक्ट्रानिकी Laboratory, University of Cambridge]
* [http://www.bel.emse.fr Department of Bioelectronics, Ecole des Mines de St. Etienne]
* [http://www.bel.emse.fr Department of जैव इलेक्ट्रानिकी, Ecole des Mines de St. Etienne]
* [http://fe.itn.liu.se/orgel/?l=en Laboratory of Organic Electronics, Linkoping University]
* [http://fe.itn.liu.se/orgel/?l=en Laboratory of Organic Electronics, Linkoping University]
* [http://research.cems.umn.edu/frisbie/ C. Dan Frisbie Research group, University of Minnesota]
* [http://research.cems.umn.edu/frisbie/ C. Dan Frisbie Research group, University of Minnesota]

Revision as of 07:14, 9 June 2023

कार्बनिक विद्युत ट्रांजिस्टर (ओ इ सी टी) एक कार्बनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो ट्रांजिस्टर की तरह काम करता है। डिवाइस 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।[1] 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 प्रणाली से बनी होती है, जो इलेक्ट्रोलाइट के सीधे संपर्क में होती है।[2] स्रोत और नाली इलेक्ट्रोड चैनल के लिए विद्युत संपर्क स्थापित करते हैं, जबकि एक गेट इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोलाइट से विद्युत संपर्क स्थापित करता है। इलेक्ट्रोलाइट तरल, जेल या ठोस हो सकता है। सबसे आम बायसिंग कॉन्फ़िगरेशन में, स्रोत को ग्राउंड किया जाता है और ड्रेन पर एक वोल्टेज (ड्रेन वोल्टेज) लगाया जाता है। यह चैनल में मौजूद इलेक्ट्रॉनिक चार्ज (प्रायः इलेक्ट्रॉन छेद) के कारण करंट प्रवाहित (ड्रेन करंट) का कारण बनता है। जब गेट पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रोलाइट से आयनों को चैनल में इंजेक्ट किया जाता है और इलेक्ट्रॉनिक चार्ज घनत्व को बदल देता है, और इसलिए नाली का प्रवाह होता है। जब गेट वोल्टेज को हटा दिया जाता है, तो इंजेक्ट किए गए आयन इलेक्ट्रोलाइट में वापस आ जाते हैं और ड्रेन करंट वापस अपने मूल मान पर चला जाता 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 का उपयोग करते हैं: पीएसएस चैनल सामग्री के रूप में, और कमी और वृद्धि मोड में काम करते हैं।[3] कार्बनिक अर्धचालक PEDOT को डोप किया गया है: पीएसएस में मौजूद सल्फ़ोनेट आयनों द्वारा बाह्य अर्धचालक | पी-प्रकार[4] और इसलिए PEDOT: PSS एक उच्च इलेक्ट्रॉनिक चालकता प्रदर्शित करता है। जब कोई गेट वोल्टेज लागू नहीं होता है, तो अत्यधिक प्रवाहकीय चैनल के माध्यम से एक उच्च नाली का प्रवाह होता है, और ओईसीटी को चालू स्थिति में कहा जाता है। जब गेट पर सकारात्मक वोल्टेज लगाया जाता है, इलेक्ट्रोलाइट से आयन को पेडॉट: पीएसएस चैनल में इंजेक्शन दिया जाता है, जहां वे सल्फोनेट आयनों पर नकारात्मक चार्ज की भरपाई करते हैं। यह PEDOT 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 स्टेट में कहा जाता है।[1]आंतरिक अर्धचालक कार्बनिक अर्धचालकों (उदाहरण के लिए p(g2T-TT)) पर आधारित संचय मोड ओईसीटीs का भी वर्णन किया गया है।[5][6] 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 एक ढांकता हुआ परत की सतह के पास, जब ऐसी परत चैनल पर जमा होती है)।[7] यह चैनल के अंदर, सतह के पास इलेक्ट्रॉनिक चार्ज के संचय को प्रेरित करता है। इसके विपरीत, ओईसीटी में, आयनों को चैनल में इंजेक्ट किया जाता है और इसकी संपूर्ण मात्रा में इलेक्ट्रॉनिक चार्ज घनत्व को बदल देता है। आयनिक और इलेक्ट्रॉनिक चार्ज के बीच इस थोक युग्मन के परिणामस्वरूप, ओईसीटी एक बहुत ही उच्च transconductance दिखाते हैं[8] एक उत्कृष्ट आंतरिक लाभ के साथ।[9] 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 ओईसीटीs सैकड़ों microseconds के क्रम का प्रतिक्रिया समय दिखाते हैं।[10] बहाव-प्रसार मॉडल का उपयोग करके ओईसीटी का सटीक अनुकरण संभव है।[11] ओईसीटी को सबसे पहले 80 के दशक में मार्क राइटन के समूह द्वारा विकसित किया गया था।[12] वे वर्तमान में अनुप्रयोगों के लिए गहन विकास का ध्यान केंद्रित कर रहे हैं: बायोइलेक्ट्रॉनिक्स,[13] और बड़े क्षेत्र में, कम लागत वाले: इलेक्ट्रॉनिक्स।[14] सीधा निर्माण और लघुकरण जैसे लाभ, कम लागत वाली छपाई तकनीकों के साथ अनुकूलता,[15][16] यांत्रिक समर्थन की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ संगतता (फाइबर सहित,[17] कागज़,[18] प्लास्टिक[19] और इलास्टोमेर[20]), और जलीय वातावरण में स्थिरता, बायोसेंसर में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में उनके उपयोग का कारण बनी।[21][22] इसके अलावा, उनका उच्च ट्रांसकंडक्शन ओईसीटी को शक्तिशाली एम्पलीफाइंग ट्रांसड्यूसर बनाता है।[23] आयन का पता लगाने के लिए ओईसीटी का उपयोग किया गया है,[24][25] : न्यूरोट्रांसमीटर,[9]: मेटाबोलाइट,[26][27]

डीएनए,[28]
रोगज़नक़ जीव,[29] साथ ही जांच करने के लिए: सेल आसंजन,[30]

बाधा ऊतक की अखंडता को मापें,[31] पता लगाएँ: चूहों में मिर्गी गतिविधि,[32] और विद्युत रूप से सक्रिय कोशिकाओं और ऊतकों के साथ इंटरफेस।[33][34][35]


बाहरी संबंध


संदर्भ

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