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  有機(jī)場效應(yīng)晶體管(OFET)是有機(jī)電路的基本構(gòu)筑基元，在驅(qū)動(dòng)顯示，柔性、可印刷大面積電子學(xué)，可穿戴電子等方面具有重要應(yīng)用前景。高性能有機(jī)場效應(yīng)晶體管器件的構(gòu)筑是推動(dòng)實(shí)現(xiàn)其真正應(yīng)用的重要研究目標(biāo)。

  在中科院先導(dǎo)項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金委支持下，中科院化學(xué)所有機(jī)固體院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研人員近年來圍繞高性能分子材料設(shè)計(jì)合成，分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控，器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化和界面調(diào)控等方面開展了長期研究工作，發(fā)展了系列高遷移率分子材料體系，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量有機(jī)高分子晶體聚集態(tài)的制備，獲得了高性能有機(jī)場效應(yīng)晶體管器件的構(gòu)筑，許多器件的載流子遷移率超過了10 cm2 V-1s-1，最高可達(dá)42.7 cm2 V-1s-1（Adv. Mater. 2013, 25, 6158; Nat. Commun. 2015, 6, 10032; Acc. Chem. Res. 2016, 49, 2435; Adv. Mater. 2016, 28, 4513; Adv. Mater. 2016, 28, 3755; Adv. Mater. 2017, 29, 1701251; Adv. Mater. 2018, 30, 1801048; J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 17261; Adv. Mater. 2018, 30, 1803655）。 

有機(jī)場效應(yīng)波導(dǎo)器件

  最近，在前期研究基礎(chǔ)上，針對有機(jī)電子學(xué)器件和光子學(xué)器件難以集成的難題，科研人員進(jìn)一步利用有機(jī)場效應(yīng)晶體管器件特有的信號放大和開關(guān)特性，同時(shí)結(jié)合有機(jī)高分子單晶兼具場效應(yīng)和光波導(dǎo)特性，提出了一種新型有機(jī)場效應(yīng)波導(dǎo)器件的設(shè)計(jì)思想，希望通過光電子微觀層面的相互作用，實(shí)現(xiàn)二者的相互調(diào)制及集成。為了驗(yàn)證這一思想，科研人員首先以課題組前期發(fā)展的氯代吲哚[3,2-b]咔唑分子（CHICZ）有機(jī)半導(dǎo)體分子為例，通過多金膜掩模方法，構(gòu)筑了基于CHICZ單晶的有機(jī)場效應(yīng)波導(dǎo)器件，系統(tǒng)研究了在溝道電荷傳輸平行和垂直波導(dǎo)傳輸方向的電場對材料光波導(dǎo)性能的影響，證實(shí)柵極調(diào)控作用對晶體中光波導(dǎo)傳輸特性的有效調(diào)制，在平行和垂直方向獲得了分別高達(dá)70%和50%的調(diào)控幅度。同時(shí)，以入射激光作為場效應(yīng)晶體管的另一個(gè)調(diào)控變量，實(shí)現(xiàn)了光信號傳輸對于晶體管電荷傳輸性能的調(diào)控，調(diào)控開關(guān)比達(dá)14800。這一研究結(jié)果證實(shí)了微觀層面有機(jī)半導(dǎo)體材料中的光電相互調(diào)制行為，可進(jìn)一步拓展到更多其他有機(jī)高分子共軛材料體系，為有機(jī)光電子器件的有效集成提供了一種新思路。相關(guān)研究工作近期發(fā)表在Nat. Commun. 2018, 9, 4970, DOI: 10.1038/s41467-018-07269-9. 

  論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-07269-9