有機半導體材料因其本征柔性、低成本和可大面積加工等優勢，在柔性顯示、電子皮膚、智慧醫療及物聯網等領域具有廣闊的應用前景。然而，有機半導體由于其具有溫度依賴性的電荷傳輸機制以及易受溫度影響的形貌演變現象，表現為本征溫度敏感。以有機半導體作為導電溝道的有機場效應晶體管，其電學特性及穩定性也極易受到溫度效應的影響。因此，實現對溫度不敏感的有機場效應晶體管對有機電子設備在實際環境中的應用至關重要。針對溫度影響有機半導體形貌演變的問題，天津大學李立強-陳小松團隊前期開發的應變工程策略可有效解決（Nat. Commun., 2022, 13,1480; Adv. Mater. 2023, 2306975）。而針對有機場效應晶體管表現出的溫度依賴的電荷傳輸模式，目前仍沒有有效的解決辦法。實現溫度不敏感的有機場效應晶體管仍是巨大挑戰。
該工作通過在有機半導體層中摻入微量納米顆粒，在不影響器件性能的前提下通過改變費米能級隨溫度的變化趨勢有效調控閾值電壓隨溫度的變化情況，使閾值電壓與遷移率可以相互補償，從而在有機場效應晶體管中實現零溫度系數點行為。當器件工作于零溫度系數點，可實現溫度不敏感的源漏電流，有效提高了有機場效應晶體管的溫度穩定性。
圖1 添加微量納米顆粒前后的有機場效應晶體管器件模型及相應的電學性能
圖2 有機場效應晶體管中零溫度系數點行為的機制分析
圖3 零溫度系數點行為在實現溫度不敏感有機場效應晶體管中的應用
論文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202400089
Jiannan Qi, Kai Tie, Yue Ma, Yinan Huang, Wenbing Gong, Shougang Sun, Zhongwu Wang, Zhiyun Li, Rong Huang, Jinshun Bi*, Liqiang Li*, Xiaosong Chen* and Wenping Hu, Achieving Zero-Temperature Coefficient Point Behavior by Defect Passivation for Temperature-Immune Organic Field-Effect Transistors. Adv. Mater. 2024, 2400089.
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