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有机场效应晶体管高效电荷传输界面材料的工程设计
发布者: 发布时间:2021-03-16

2月15日,亚 - 搏ag到账速度快的纪德洋教授、李立强教授、胡文平教授和德国明斯特大学Harald Fuchs教授合作团队的AMR述评文章“Engineering the Interfacial Materials of Organic Field-Effect Transistors for Efficient Charge Transport”正式在线发表,介绍了在有机场效应晶体管中利用界面材料的工程设计实现有效电荷传输的最新进展。

随着有机场效应晶体管的发展,有机电子学取得了令人瞩目的进步,在人工智能、信息技术、储能、医疗等领域有着广阔的应用前景。如何揭示有机场效应晶体管的载流子界面行为以及如何获得有效的电荷转移是一个非常重要的科学问题,这对于构建高性能的有机场效应晶体管,并且进一步了解有机半导体材料的本征性质至关重要。界面材料和相关界面工程设计的研究是一种有效且有前途的方法,它在优化半导体的分子堆积、界面能量排列、生长形态、电荷注入/输出和接触电阻以实现有效的电荷传输方面有着潜在的能力。清·龚自珍《自春徂秋偶有所感触》诗:“一发不可牵,牵之动全身。”在光电器件中,界面工程也可以用“牵之而动全身”来形容,有异曲同工之妙。界面工程为有机场效应晶体管器件性能的精细调控甚至新功能的开发提供了一种有效且有前途的方法,是有机电子学领域的一个研究热点。


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图1.界面材料与界面工程设计

在这篇Account中,作者介绍了在有机场效应晶体管中利用界面材料的工程设计实现有效电荷传输的最新进展。其中包括聚合物介电层中通过表面功能化、化学结构优化和功能基团自组装成纳米结构等手段调节界面来实现有效的电荷传输。除了聚合物介电层外,表面自组装单分子膜也可以很好地调节有机半导体的分子堆积,实现光电器件中有效的光生载流子传输。与介电层调制相比,源/漏电极的微纳结构图案化是优化器件界面、提高器件性能、实现高效电荷转移的一种新的有效途径。除此之外,单层半导体由于其二维特性,具有较少的晶界和界面缺陷,可以作为高效电荷传输的有效介质。由于半导体/电介质界面电荷密度的重新分布,在聚合物电介质上的通过蒸镀法得到的准单层有机半导体表现出高效的电荷输运。近年来,界面工程促进了有机场效应晶体管的重大发展。作者希望通过上述介绍的界面材料及界面工程(如电介质、半导体和电极)的方法能为高性能光电器件的设计提供一种新的策略。

 

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