中科院化學(xué)所本征柔性可拉伸光電子器件研究獲得進(jìn)展

有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料因獨(dú)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(diǎn)，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(yùn)動(dòng)實(shí)體系統(tǒng)集成，以實(shí)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(jī)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(xué)院院士、化學(xué)研究所有機(jī)固體院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(jī)光電材料和器件方面取得了系列進(jìn)展。

近期，針對目前報(bào)道的可拉伸有機(jī)光電器件操作電壓高、穩(wěn)定性差和集成度低等問題，該團(tuán)隊(duì)提出了可拆卸界面輔助制備高密度本征可拉伸有機(jī)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(shí)現(xiàn)了高分辨本征可拉伸電極的可擴(kuò)展集成。該研究制備的短溝道可拉伸有機(jī)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�；�于該短溝道晶體管的可拉伸圖像傳感器展示出高達(dá)10 lp mm-1的分辨率，并實(shí)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(tái)。相關(guān)成果發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。

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

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多功能集成的高遷移率有機(jī)聚合物半導(dǎo)體分子材料

此外，該團(tuán)隊(duì)在《國家科學(xué)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(jī)械、光學(xué)和熱學(xué)等特性的分子設(shè)計(jì)，分析并展望了功能化高遷移率聚合物半導(dǎo)體的研究進(jìn)展和研究方向。

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

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