基于有机场效应晶体管的柔性传感器:材料、机制与应用

有机场效应晶体管是一种优良的传感器载体,具有丰富的传感机制和独特的电信号放大特性.有机半导体具有质量轻便、机械柔性、可溶液加工、分子结构可调等优点,适于制备低成本、大面积、多功能的柔性传感活性层.基于有机场效应晶体管的各类柔性传感器已经广泛应用于智能穿戴、电子皮肤、生物检测、环境保护等领域.本文总结了近年来柔性有机场效应晶体管传感器的研究进展,从材料、机制和应用三个层面出发,介绍有机半导体传感材料的设计原则、有机场效应晶体管的传感机制及其在化学、物理、生物领域的应用.最后,总结了有机场效应晶体管传感器的研究现状和现存问题,展望了有机场效应晶体管柔性传感器的未来发展方向.     

基于有机(高分子)半导体和光致变色分子的场效应晶体管

作为有机电子学重要的研究内容,有机场效应晶体管(OFETs)的研究近年来得到了广泛的关注.随着应用场景的多元化,研究者对具有多功能,尤其是对特定外场刺激具有响应及存储功能的场效应晶体管的研究越来越重视.其中,在光照下发生器件性能可逆变化的有机场效应晶体管在神经突触模拟、多稳态记忆器件、非易失性存储器等功能器件领域具有潜...     

有机单晶场效应晶体管

有机单晶场效应晶体管的研究对于探索电子的本质特性具有十分重要的意义.近几年来,不管是在制备技术还是在器件性能的研究方面,有机单晶场效应晶体管均取得了很大的进步,并由此引起了社会的广泛关注,成为场效应晶体管领域的一个重要研究方向.本文主要介绍了有机单晶的生长方法、有机场效应器件的各种制备技术、器件的迁移率及其影响因素,并对有机单晶场效应晶体管的发展前景和面临的一些问题作了简要的讨论.     

有机场效应晶体管和分子电子学研究进展

近几年来,有机场效应晶体管在材料和器件方面都取得了长足的进展,成为分子电子学的一个重要方向。本文从有机半导体材料设计、有机半导体器件的构筑、单分子电子器件和纳米管在电子器件中的应用等方面,简单综述了有机场效应晶体管和分子电子学的最新研究进展。     

具有感知功能的有机场效应晶体管研究进展

伴随着光电子学不断向智能化方向演化,发展具有感知功能的有机光电材料与器件成为重要的交叉前沿方向.有机场效应晶体管通过电场调控半导体分子的导电状态,不但能够结合电子开关功能构建本征柔性的逻辑与驱动电路,还可以结合多功能分子的设计与界面调控,制备具有化学/生物/物理信号传感、突触功能和适应功能的电子器件.过去十年,具有感知功能的有机晶体管研究日趋受到关注并取得快速发展.本文从有机半导体的分子设计、界面修饰、器件设计等方面概述有机场效应晶体管的感知功能化研究进展,重点介绍适应性有机晶体管方面的研究策略和发展现状,最后总结有机晶体管在感知功能研究方面的挑战与机遇.     

有机单晶场效应晶体管

有机单晶场效应晶体管的研究对于探索电子的本质特性具有十分重要的意义。近几年来,不管是在制备技术还是在器件性能的研究方面,有机单晶场效应晶体管均取得了很大的进步,并由此引起了社会的广泛关注,成为场效应晶体管领域的一个重要研究方向。本文主要介绍了有机单晶的生长方法、有机场效应器件的各种制备技术、器件的迁移率及其影响因素,并对有机单晶场效应晶体管的发展前景和面临的一些问题作了简要的讨论。     

有机单晶场效应晶体管

有机单晶场效应晶体管的研究对于探索电子的本质特性具有十分重要的意义。近几年来,不管是在制备技术还是在器件性能的研究方面,有机单晶场效应晶体管均取得了很大的进步,并由此引起了社会的广泛关注,成为场效应晶体管领域的一个重要研究方向。本文主要介绍了有机单晶的生长方法、有机场效应器件的各种制备技术、器件的迁移率及其影响因素,并对有机单晶场效应晶体管的发展前景和面临的一些问题作了简要的讨论。     

并五苯及其衍生物在有机场效应晶体管中的应用

有机场效应晶体管（organic field—effect transistors,OFETs）是以有机半导体材料作为有源层,通过电场控制电流的电子器件．与传统的无机半导体器件相比,由于其可应用于生产大面积、柔性、低成本电子设备而备受关注,在有机存储器件、有机太阳能电池、柔性平板显示和电子纸等众多领域具有潜在而广泛的应用前景．并苯类材料因其紧密的分子堆积及优异的半导体性能被广泛研究．其中,并五苯及其衍生物在场效应晶体管中表现出良好的性质,其效果甚至可以与非晶硅相媲美,但并五苯较差的溶解性及环境稳定性阻碍了其进一步应用．科研工作者通过对分子结构进行修饰改造设计,合成了一系列并五苯的衍生物,其不仅在稳定性、电学性能和溶解性方面有很大提高,还可以将该p-型半导体材料拓展到双极性及n-型半导体材料领域．本文对并五苯及其衍生物在有机场效应晶体管中的应用进行了较为全面的综述,期望对该领域的研究起到一定的推动作用．     

有机半导体薄膜空间电荷分布对晶体管性能影响的研究进展

有机场效应晶体管(OFETs)是下一代柔性电子产业的基础元件,具有可弯曲、透明、低成本、可溶液加工等优良特性,并逐渐开始应用于生物传感器、柔性显示等领域。 然而,OFETs仍存在如工作电流小、跨导小、开关比低、空气稳定性差等问题,限制了其进一步的发展。 OFETs器件的性能主要受到导电沟道中电荷和电流分布的影响,若能通过外加手段,调控沟道中的电荷和电流分布,可能获得具有更高性能或新机理的器件。 本文结合课题组内的工作,对国内外该领域的最新进展进行综述和展望。     

有机场效应晶体管传感器研究进展

基于有机半导体的自身特点和场效应晶体管的信号转化与放大功能,有机场效应晶体管(OFET)被认为是构建高性能电学传感器的有效载体.近年来,随着传感功能半导体和器件构建策略的开发,OFET传感器逐渐成为该领域的前沿研究方向.目前,OFET传感器的种类日益丰富,灵敏度等传感性能指标不断提升,在环境检测、健康监测以及人工智能领域显示出广泛的应用前景.本文将从传感检测物种类和器件构筑策略角度对OFET传感器的最新研究进展进行综述,并对其发展方向进行展望.     

高粘附可拉伸高分子材料与高动态稳定人体电生理监测

高动态稳定人体电生理监测在智能可穿戴健康监测、心血管疾病临床诊断、神经系统疾病治疗以及智能人机交互等领域具有广阔的应用前景.作为人与外部环境的信号交互桥梁,皮肤电极可贴合于皮肤表面,以无创的方式监测和采集各种电生理信号,成为高动态稳定电生理监测的理想平台.从材料角度出发,皮肤电极的高动态稳定性决定于基底材料的高粘附性和可拉伸性.因此,如何通过高分子结构的合理设计制备高粘附可拉伸高分子材料,构筑高度共形粘附于人体皮肤表面的电极,从而实现高动态稳定人体电生理监测,是柔性智能健康监测领域的重要研究方向.本文总结了本课题组近年来在高粘附可拉伸高分子材料制备及其在高动态稳定人体电生理监测应用方面的研究进展,并讨论了高粘附可拉伸高分子材料在下一代柔性智能健康监测领域面临的机遇和挑战.     

小分子场效应晶体管

近几年来,作为新一代半导体晶体管的有机场效应晶体管(OFET)在制备技术和器件性能上都取得了很大的进步,并引起了有机半导体领域研究人员的广泛关注。本文主要介绍了常见的小分子材料在场效应晶体管中的应用,并对几种有机小分子材料的结构和场效应性能做了总结。     

聚合物场效应晶体管材料及其器件

导电聚合物因为可以大面积成膜、器件制作工艺简单,近年来在有机场效应晶体管的研究中受到越来越多的关注.有的聚合物场效应晶体管其性能已经可以和无定型硅晶体管相比拟.本文回顾了聚合物场效应晶体管的发展历程,概述了聚合物场效应晶体管的材料、器件制作、性能及工作机理.同时,对聚合物场效应晶体管的发展前景和目前存在的问题作了简单的总结.     

聚合物场效应晶体管材料及其器件

导电聚合物因为可以大面积成膜、器件制作工艺简单,近年来在有机场效应晶体管的研究中受到越来越多的关注.有的聚合物场效应晶体管其性能已经可以和无定型硅晶体管相比拟.本文回顾了聚合物场效应晶体管的发展历程,概述了聚合物场效应晶体管的材料、器件制作、性能及工作机理.同时,对聚合物场效应晶体管的发展前景和目前存在的问题作了简单的总结.     

疏水基底表面可控生长有机单晶阵列用于高性能晶体管

有机场效应晶体管(OFETs)、有机发光二极管等光电器件有望实现低成本柔性光电子应用,但低成本潜力取决于基于溶液法大面积沉积有机半导体单晶(OSSC)阵列的能力.然而,差的表面润湿行为和复杂的流体动力学过程限制了溶液沉积大面积OSSC阵列.本文中,我们通过添加微量的表面活性剂改善了润湿性能和流体干燥动力学,并增强了有机...     

呋喃衍生物:一类新兴的有机半导体材料

π-共轭分子广泛用于有机场效应晶体管、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机发光二极管等领域中.在π-共轭分子中引入呋喃环可以显著的改变分子的光学、电化学、电荷传输等性质.π-共轭呋喃衍生物由于具有载流子迁移率高、荧光量子效率高以及溶解性好等特点,引起了国内外广泛的研究兴趣.实验和理论研究都已证明呋喃衍生物是一类优良的半导体材料,可以用于制得高性能的场效应晶体管、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机发光二极管.作者在简单介绍呋喃衍生物特点的基础上,着重介绍了呋喃衍生物应用于制备有机场效应晶体管、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机发光二极管等领域中的研究进展.     

有机场效应晶体管中给体-受体共聚物材料研究进展

自20世纪80年代至今,有机场效应晶体管(Organic field-effect transistor,OFET)的研究已经取得了很大的发展,目前可用于场效应晶体管的有机半导体材料已达数百种.经过30年的发展,有机场效应晶体管的迁移率从10-6~10-5cm2?V-1?s-1提高到12 cm2?V-1?s-1,增长了6个数量级,其性能已经超过了无定形性硅场效应晶体管(0.1~1 cm2?V-1?s-1).值得指出的是,目前该类高性能的材料几乎都是基于给体-受体(Donor-Acceptor,简称D-A)的共轭聚合物,它也被誉为第三代半导体材料.本文综述了近年来国内外D-A共聚物半导体材料的研究状况,对空穴传输型、双极传输型和电子传输型的D-A共聚物半导体材料进行了分类总结和评述,并对其设计思路,器件制备及性能做了详细介绍,总结了材料的化学结构与器件性能间的基本规律,为今后应用于有机场效应晶体管的给体-受体共聚物半导体材料提供设计思路.     

有机场效应晶体管应用于化学及生物传感的研究进展

有机场效应晶体管(OFETs)是以有机半导体材料作为有源层的晶体管器件。和传统的无机半导体器件相比,由于其具有成本低、易加工、柔性好和生物相容性而被人们广泛研究,在多种化学和生物传感器领域具有潜在而广泛的应用前景。本文简单介绍了OFETs的结构和工作原理,总结了近几年来OFETs在化学及生物传感方面的研究进展,最后对OFETs的发展方向做了归纳和展望。     

马兰戈尼效应在有机半导体成膜中的应用

<正>1背景介绍以有机发光二极管、有机太阳能电池和有机场效应晶体管为主的有机半导体薄膜器件,因在便携、可穿戴电子器件领域有巨大的应用前景,而逐渐成为无机半导体器件的一个重要补充。溶液法生长有机半导体薄膜工艺更使有机半导体器件的低成本、可在柔性基底上大面积制备的优点得到体现,因而受到广泛关注。但是,溶液法制备工艺也存在着诸多不足,比如被称为"咖啡环"效应的溶剂自然挥发造成的薄     

溶液法大面积制备有机小分子场效应晶体管

作为柔性电子器件的基本构筑元件,有机场效应晶体管(OFETs)近年来受到深入研究并在高性能材料研发和器件多功能应用等方面取得了长足的进展。溶液加工技术以其温和的操作条件和灵活多样的工艺流程,成为实现高性能有机场效应晶体管器件低成本、大面积制备的优良选择。与聚合物相比,小分子有机半导体材料具有较高的固态堆积有序度及紧密程度和材料纯度,更易加工出性能优良的器件。然而小分子材料的成膜性较差,溶液加工潜能欠佳。如何通过不同的溶液加工技术制备取向均一的大面积连续小分子半导体薄膜,进而构筑高性能大面积器件阵列,成为了领域内的研究重点。本文概述了近年来可溶液加工且性能优良的小分子有机半导体材料研究进展,并依据工艺特点,分别介绍了溶液滴注、弯液面引导涂布和打印这三类可实现大面积制备的溶液加工技术,最后对溶液法大面积制备有机小分子场效应晶体管领域的发展前景进行了展望。