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05.02.2017

Forscher bauen wärmegesteuerten Transistor

Forscher bauen wärmegesteuerten Transistor

Elektronik-Neuheit verspricht vielversprechende Wärmekameras
Wärmetransistor: Er verspricht interessante Anwendungen (Foto: Thor Balkhed)
Wärmetransistor: Er verspricht interessante Anwendungen (Foto: Thor Balkhed)

Linköping (pte005/01.02.2017/06:15) - Forscher an der Universität Linköping http://liu.se haben einen thermoelektrischen organischen Transistor entwickelt. Dieser wird statt klassisch elektrisch über Wärmeänderungen gesteuert. Die in "Nature Communications" vorgestellte Weltneuheit könnte ein breites Spektrum an Anwendungen eröffnen. Das reicht von der Messung geringer Temperaturunterschiede über funktionale Bandagen bis hin zu neuartigen Wärmekameras für Handys.

Intelligente Wärmeschaltung

"Wir sind die Ersten der Welt, die eine Logikschaltung, in diesem Fall einen Transistor, präsentieren, der mittels Wärmesignal statt elektrischem Signal gesteuert wird", betont Xavier Crispin, Professor am Labor für Organische Elektronik der Uni Linköping. Da Transistoren einer der grundlegendsten Bausteine moderner Elektronik sind, könnte das weitreichende Auswirkungen haben. Ein vergleichsweise offensichtliches Anwendungsgebiet ist dabei die Messung geringer Temperaturunterschiede. Die Forscher halten es aber auch für möglich, dass die Technologie Verbände ermöglicht, die damit den Wundheilungsprozess verfolgen.

Denkbar sind auch Schaltkreise, die auf die Wärme von Infrarotlicht reagieren. Denn das bei der Entwicklung genutzte Elektrolyt ist 100 Mal temperaturempfindlicher als bisherige thermoelektrische Materialien. Eine einzelne Verbindung vom Elektrolyt als Sensor zum Transistor reicht also, und eine solche Einheit kann als "intelligenter Pixel" dienen. Eine ganze Anordnung solcher Pixel könnte als günstige Wärmekamera herhalten, die auch für den Verbau in Smartphones geeignet ist.

Vom Kondensator zum Transistor

Die Entwicklung basiert auf der Arbeit an einem Superkondensator zum Speichern von Solarenergie, der 2016 gefertigt wurde. Dabei hatte das Team ein ionisches Elektrolyt entdeckt, das Wärmeunterschiede 100 Mal besser in Spannung umwandelt als früher genutzte. "Nachdem der Kondensator funktioniert hat, haben wir nach anderen Anwendungen dafür gesucht", sagt Crispin. Seine Kollegen Dan Zhao und Simone Fabiano konnten im Labor nachweisen, dass es möglich ist, per Wärmesignal gesteuerte Transistoren zu fertigen.