有机晶体管材料研究获突破 助力智能穿戴设备升级

2019-02-11 16:34:34 来源: 中国经济网

衣服手套可以监测体征,智能手机可以叠成小块、平板电脑可以卷曲放进口袋……日前,天津大学李荣金、胡文平教授团队在有机场效应晶体管领域取得突破,首次实现“二维有机单晶可控制备”技术,研制出新型高性能有机晶体管材料,为下一步制造高性能柔性红外探测器奠定了材料基础,也意味着“薄如蝉翼、温柔体贴”的可穿戴电子设备距离实现又前进了一大步。

柔性电子设备是指在一定形变(弯曲、折叠、扭转、压缩或拉伸)条件下仍可工作的电子设备,被认为是“未来电子设备的发展潮流”,如可穿戴传感器、可植入医疗器械、可弯曲手环、可折叠手机等,有望使人类的生产生活方式发生颠覆性改变。

柔性电子设备之所以能够柔软弯曲,奥秘在于使用了轻薄柔韧的有机电子元器件。众所周知,晶体管是电子元器件的重要组成部分,而有机晶体管则是构成柔性电子器件最重要的基本原件。但目前主流的有机晶体管材料存在结构缺陷多、稳定性差等问题。

为破解这一全球性难题,李荣金、胡文平教授团队创造性发明了“水面空间限域法”,利用单个或数个分子层厚的二维有机单晶制备有机场效应晶体管,在全球首次实现了“二维有机单晶可控制备”,为人类提供了一类新型、高性能有机晶体管材料。研究发现,基于这种新型二维有机单晶的有机晶体管光电性能十分优异,可实现对微弱红外信号的探测,也为下一步制造高性能柔性红外探测器奠定了基础。

该项成果是有机电子学领域的重大技术突破。相关研究成果已发表于国际顶级学术刊物《美国化学会志》和《先进材料》。

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