新技術(shù)！晶體管新材料讓電子設(shè)備“溫柔體貼”

手套變成體征隨身監(jiān)測器，智能手機可以疊成小塊、平板電腦可以卷進口袋……日前，天津大學(xué)李榮金、胡文平教授團隊首次利用“二維有機單晶可控制備”新技術(shù)，研制出新型高性能有機晶體管材料，為下一步制造高性能柔性紅外探測器奠定了材料基礎(chǔ)，也這意味著“薄如蟬翼、溫柔體貼”的可穿戴電子設(shè)備夢想距離實現(xiàn)又前進一大步。

柔性電子設(shè)備是指在一定形變(彎曲、折疊、扭轉(zhuǎn)、壓縮或拉伸)條件下仍可工作的電子設(shè)備，被認為是“未來電子設(shè)備的發(fā)展潮流”，如可穿戴傳感器、可植入醫(yī)療器械、可彎曲手環(huán)、可折疊手機等，有望使人類的生產(chǎn)生活方式發(fā)生顛覆性改變。柔性電子設(shè)備之所以能夠柔軟彎曲，其奧秘在于使用了輕薄柔韌的有機電子元器件進行制造。

眾所周知，晶體管是電子元器件重要組成部分，而有機晶體管則是構(gòu)成柔性電子器件最重要的基本原件。目前世界主流有機晶體管材料普遍存在結(jié)構(gòu)缺陷多、穩(wěn)定性差等問題，制約了柔性電子設(shè)備的進一步發(fā)展。如何制備出低缺陷、高穩(wěn)定性的有機晶體管材料也成為了全球科學(xué)家亟待攻克的難題。

李榮金、胡文平教授團隊在有機場效應(yīng)晶體管領(lǐng)域研究中，創(chuàng)造性地發(fā)明了“水面空間限域”新方法，利用單個或數(shù)個分子層厚的二維有機單晶制備有機場效應(yīng)晶體管，在國際上首次實現(xiàn)了“二維有機單晶可控制備”，獲得了一類新型、高性能有機晶體管材料。基于這種新型二維有機單晶的有機晶體管材料光電性能十分優(yōu)異，可實現(xiàn)對生物體微弱紅外信號的捕捉。研究進一步發(fā)現(xiàn)，這種新的有機晶體管材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也大大超越目前的材料，這也為今后制造高性能柔性紅外探測器奠定了基礎(chǔ)。該項成果是有機電子學(xué)領(lǐng)域的重大技術(shù)突破，相關(guān)研究成果已發(fā)表于新一期的國際學(xué)術(shù)刊物《美國化學(xué)會志》和《先進材料》上。(記者孫玉松通訊員焦德芳)

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