有機聚合物半導(dǎo)體材料因獨特的分子結(jié)構(gòu)和弱的范德華作用，被賦予可溶加工和易柔性化的特點，在便攜式和可植入式醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備等方面具有應(yīng)用潛力。超柔性、高皮膚共形性和優(yōu)異空間分辨率的X射線探測器，有望與彎曲物體和運動實體系統(tǒng)集成，以實現(xiàn)本征柔性和高靈敏的類皮膚X射線探測器。然而，基于有機聚合物半導(dǎo)體材料的X射線探測器件在輻照下的穩(wěn)定性以及圖像分辨率較差，制約了該類器件的應(yīng)用。中國科學院院士、化學研究所有機固體院重點實驗室研究員劉云圻與研究員郭云龍等，在高性能本征可拉伸有機光電材料和器件方面取得了系列進展。

近期，針對目前報道的可拉伸有機光電器件操作電壓高、穩(wěn)定性差和集成度低等問題，該團隊提出了可拆卸界面輔助制備高密度本征可拉伸有機晶體管陣列的新策略。這一策略在圖案化光刻膠上引入氟化鋰犧牲層以構(gòu)筑可拆卸界面，實現(xiàn)了高分辨本征可拉伸電極的可擴展集成。該研究制備的短溝道可拉伸有機晶體管具有低的工作電壓、高的光電性能和優(yōu)異的穩(wěn)定性。基于該短溝道晶體管的可拉伸圖像傳感器展示出高達10 lp mm-1的分辨率，并實現(xiàn)了百萬像素的圖像。該策略提供了簡單而通用的光電集成平臺。相關(guān)成果發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。

圖片:W020240407556555500026.png

用于實現(xiàn)穩(wěn)定、低壓可拉伸有機晶體管和高分辨X射線成像的可拆卸界面策略

圖片:W020240407556853233232.png

多功能集成的高遷移率有機聚合物半導(dǎo)體分子材料

此外，該團隊在《國家科學評論》（National Science Review）“用于集成電路的新興材料和晶體管”專題上發(fā)表了評述論文，總結(jié)了高遷移率半導(dǎo)體材料以及功能融合機械、光學和熱學等特性的分子設(shè)計，分析并展望了功能化高遷移率聚合物半導(dǎo)體的研究進展和研究方向。

研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術(shù)部和中國科學院的支持。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-47026-9