5 月 2 日消息，電子器件的核心部件是晶體管，它可以控制電流的開關和大小，從而實現(xiàn)各種計算和信號處理功能。目前，晶體管的主要材料是硅，因為它具有良好的半導體特性，可以在微觀尺度上制造出高性能的晶體管。然而，隨著電子技術的發(fā)展，硅晶體管也面臨著一些挑戰(zhàn)，比如制造成本、能耗、環(huán)境影響等。因此，科學家們一直在尋找新的替代材料，以期打破晶體管的性能極限。

近日，瑞典皇家理工學院和林雪平大學的研究團隊合作，首次成功地使用導電木頭制造出了晶體管。這種晶體管不僅可以利用電流來控制電流，而且還具有可降解、可持續(xù)、低成本等優(yōu)點。這一創(chuàng)新成果發(fā)表在《自然?電子學》雜志上。

研究團隊選擇了巴沙木作為原料，因為它有著均勻而無紋理的結構。他們首先去除了木頭中的木質素，使其變得透明。然后，他們在木頭表面涂上了一層聚乙烯二噻吩聚苯乙烯磺酸鹽(PEDOT:PSS)，一種導電高分子材料。最后，他們在木頭兩端分別加上了金屬電極，形成了一個完整的晶體管。

這種晶體管的工作原理是利用 PEDOT:PSS 層中的空穴(IT之家注：缺少電子的位置)來傳導電流。當外加電壓改變時，空穴的濃度也會改變，從而影響通過木頭的電流大小，這樣就實現(xiàn)了對電流的調節(jié)功能。

研究團隊測試了這種晶體管的性能，發(fā)現(xiàn)它可以在 1Hz 左右的頻率下工作。雖然這個頻率遠遠低于現(xiàn)代硅晶體管的水平，但對于一個 1 毫米長的通道來說，已經是非常令人印象深刻的結果了。而且，這種晶體管可以在 5 秒內關閉，在 1 秒內打開，顯示出良好的開關特性。

研究團隊表示，這種木制晶體管還有很大的改進空間，比如優(yōu)化結構、提高導電性、縮小尺寸等。他們認為，這種晶體管不會取代硅晶體管在高性能計算領域的地位，但可能在一些特定的應用場景中發(fā)揮作用。例如，在某些低功耗電的電子設備中，使用木制晶體管可以實現(xiàn)可降解、環(huán)保的目標。另外，這種晶體管也可能適用于一些特殊的電子顯示技術，比如智能玻璃、智能標簽、電子紙等，它們可以在極薄、柔性的形式下實現(xiàn)簡單的計算功能，并且只需要很少的電力。

此外，這項研究也為其他基于生物或植物的電子技術提供了啟示和借鑒。木制晶體管可能比一般的有機晶體管更能承受高電流的沖擊，從而提高了可靠性和穩(wěn)定性。

這項研究展示了木頭作為一種新型電子材料的潛力和前景，也為電子器件的材料革命開辟了新的道路。

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