在資訊量急劇增加的IoT社會中，需要開發兼具輕量性和高資訊處理能力的高性能行程終端機。整合有機電晶體的有機積體電路作爲其核心技術備受期待，但由於無法應用現有的微細加工技術，存在整合度非常低的課題。
由日本國立研究開發法人物質材料研究機構（NIMS）國際奈米建築學研究基地量子器件工學團隊的主任研究員早川龍馬、主幹研究員中払周和組長若山裕與東京理科大學的研究生本間航介和金井要教授等人組成的研究團隊，利用名爲反雙極電晶體的特殊有機電晶體，透過單個電晶體成功驗證了5種雙輸入邏輯運算電路（AND、OR、NAND、NOR、XOR）。透過調整兩個輸入電壓，可對各種邏輯運算電路進行電氣切換，因此能作爲可重新框架的邏輯運算電路使用。該技術將有望利用有機材料的輕量性和電路設計的靈活性開發高性能行程終端機。相關成果已經發布在Advanced Materials期刊上。
發表在Advanced Materials期刊上的示意圖。利用有機雙柵極反雙極電晶體的雙輸入邏輯電路示例。（供圖：物質材料研究機構（NIMS） ）
研究團把施加一定水平以上的柵極電壓後漏電流會減量的特殊有機電晶體（反雙極電晶體）進一步擴展爲雙柵極電晶體，並將其作爲雙輸入邏輯運算電路。以頂柵和底柵電壓爲輸入電壓，以漏電流爲輸出信號，利用單個電晶體在室溫下成功驗證了5種雙輸入邏輯電路的工作情況。
現有積體電路爲形成NAND電路需要使用4個電晶體，形成XOR電路需要使用12個電晶體，而此次提出的元件可利用一個電晶體實施，有助於大幅削減元件數量。
今後計劃利用可透過輸入電壓對各種邏輯運算電路進行電氣切換的特點，將其應用於可重新框架積體電路。
【論文資訊】
題目 : Electrically Reconfigurable Organic Logic Gates: A Promising Perspective on a Dual-Gate Antiambipolar Transisto
期刊 : Advanced Materials
DOI : 10.1002/adma.202109491
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
