化學所有機薄膜電晶體多功能化研究獲進展
2020-11-25 中國科學院化學所有機薄膜電晶體多功能化研究獲進展
2017-05-19 化學研究所
語音播報
有機薄膜電晶體（OTFT）具有柔韌性好、成本低和應用前景廣闊等特點，相關研究是國際上廣泛關注的前沿交叉領域。隨著OTFT性能指標的不斷攀升，器件功能化研究開始成為該領域關鍵發展方向之一。近年來，中國科學院化學研究所有機固體實驗室的研究人員在多功能OTFT的構建和功能應用研究方面開展了系統的創新研究。在前期工作中，他們結合器件結構設計在高靈敏度壓力傳感、磁傳感和氣體靈敏檢測方面取得系列進展（Nat. Commun. 2015, 6, 6269; Adv. Mater. 2015, 27, 7979; Adv. Mater. 2016, 28, 4549）。此外，他們還結合熱電原理，在國際上率先利用有機熱電材料構建了自供電柔性壓力-溫度雙參數傳感器（Nat. Commun. 2015, 6, 8356），上述成果被國際同行認為是發展了構築新型柔性傳感器的新方法（Adv. Mater. 2016, 28, 4556）。
感受器是生物體實現外部信息感知的重要組成部分之一，其功能核心是將外界的刺激信號（壓力、光、溫度、氣味等）轉化為可被神經系統識別的電信號，從而引起生物體的感知和應激行為。儘管已發展的OTFT傳感器可以實現上述功能，但是與該類傳感器相兼容的OTFT信號處理器件和器件集成方案尚未報導。賦予OTFT傳感器仿生信號處理功能是推動相關器件向生物電子應用方向發展的關鍵點。
在中科院戰略先導研究計劃和國家自然科學基金委的支持下，化學所有機固體實驗室的科研人員在OTFT觸覺系統的構建方面取得新進展。研究人員在此前懸浮柵OTFT壓力傳感器構建的基礎上，通過錯位柵極器件結構與質子介電層的引入成功構建了OTFT突觸電晶體。更為重要的是，結合OTFT傳感器與OTFT突觸電晶體的集成實現了實時信號轉換和類突觸信號處理。該觸覺系統顯示了常規傳感器難以具備的時程和動態壓力感知功能，可以多維度地反映出壓力施加的位置、強度、持續時間、時間間隔以及循環次數等綜合信息，從而實現了對外界觸覺信號的智能處理，為仿生智能器件和元件的構築提供了新的思路。相關結果發表在Adv. Mater. 2017, 29, 1606088上。Nat. Rev. Mater.（2017; doi:10.1038/natrevmats.2017.15）以「Research Highlight」的形式對上述結果進行了專題報導。
OTFT觸覺感知系統示意圖
有機薄膜電晶體（OTFT）具有柔韌性好、成本低和應用前景廣闊等特點，相關研究是國際上廣泛關注的前沿交叉領域。隨著OTFT性能指標的不斷攀升，器件功能化研究開始成為該領域關鍵發展方向之一。近年來，中國科學院化學研究所有機固體實驗室的研究人員在多功能OTFT的構建和功能應用研究方面開展了系統的創新研究。在前期工作中，他們結合器件結構設計在高靈敏度壓力傳感、磁傳感和氣體靈敏檢測方面取得系列進展（Nat. Commun. 2015, 6, 6269; Adv. Mater. 2015, 27, 7979; Adv. Mater. 2016, 28, 4549）。此外，他們還結合熱電原理，在國際上率先利用有機熱電材料構建了自供電柔性壓力-溫度雙參數傳感器（Nat. Commun. 2015, 6, 8356），上述成果被國際同行認為是發展了構築新型柔性傳感器的新方法（Adv. Mater. 2016, 28, 4556）。
感受器是生物體實現外部信息感知的重要組成部分之一，其功能核心是將外界的刺激信號（壓力、光、溫度、氣味等）轉化為可被神經系統識別的電信號，從而引起生物體的感知和應激行為。儘管已發展的OTFT傳感器可以實現上述功能，但是與該類傳感器相兼容的OTFT信號處理器件和器件集成方案尚未報導。賦予OTFT傳感器仿生信號處理功能是推動相關器件向生物電子應用方向發展的關鍵點。
在中科院戰略先導研究計劃和國家自然科學基金委的支持下，化學所有機固體實驗室的科研人員在OTFT觸覺系統的構建方面取得新進展。研究人員在此前懸浮柵OTFT壓力傳感器構建的基礎上，通過錯位柵極器件結構與質子介電層的引入成功構建了OTFT突觸電晶體。更為重要的是，結合OTFT傳感器與OTFT突觸電晶體的集成實現了實時信號轉換和類突觸信號處理。該觸覺系統顯示了常規傳感器難以具備的時程和動態壓力感知功能，可以多維度地反映出壓力施加的位置、強度、持續時間、時間間隔以及循環次數等綜合信息，從而實現了對外界觸覺信號的智能處理，為仿生智能器件和元件的構築提供了新的思路。相關結果發表在Adv. Mater. 2017, 29, 1606088上。Nat. Rev. Mater.（2017; doi:10.1038/natrevmats.2017.15）以「Research Highlight」的形式對上述結果進行了專題報導。
OTFT觸覺感知系統示意圖
相關焦點
-
復旦專家研究有機薄膜電晶體穩定性獲突破
復旦專家研究有機薄膜電晶體穩定性獲突破 中新社上海2月10日電 (記者 鄒瑞玥)最新一期的國際權威性學術期刊《自然-通訊》(NatureCommunications)發表了復旦大學信息科學與工程學院仇志軍與劉冉科研團隊的一項成果，他們在揭示有機薄膜電晶體(OTFT)性能穩定性機制上取得突破性進展。 -
化學所在高性能有機場效應電晶體研究中獲系列進展
場效應電晶體是電子學的基本元件。有機場效應電晶體由於其在柔性、大面積、低成本的電子紙、射頻商標和存儲器件等方面的潛在應用而受到人們的廣泛關注，是有機半導體材料和器件研究領域中的重要前沿方向之一。在中國科學院（先導B）、國家自然科學基金委和科技部的大力支持下，中國科學院化學研究所有機固體重點實驗室和相關單位合作，最近在高性能、柔性和噴墨列印高解析度有機場效應電晶體的研究方面取得新進展，有關結果均發表在Adv. Mater.上。 -
長春光機所等在鈣鈦礦單晶場效應電晶體方面取得進展
在反溫度結晶過程中的空間限域產生了超光滑的頂面和底面形貌，沒有明顯的晶粒界疇以及通常在自由生長的晶體和多晶薄膜中觀察到的任何其他波紋，在雜化鈣鈦礦多晶薄膜常見的形態缺陷和表面經常發現的化學雜質也得到了明顯的控制。這種方法還消除了多晶薄膜中常見的晶界（已知晶界是隧道結形成引起的橫向傳輸阻力的來源）。通過垂直限制，晶體傾向橫向生長，使它們達到毫米級或更大，並且易於橋接。 -
北大在碳納米管薄膜電晶體數字電路應用的探索中取得重要進展
半導體碳納米管被認為是構建納米電晶體的理想溝道材料,有望推動未來電子學的發展。在過去的二十多年間,基於碳管的器件和電路得到廣泛研究,並在器件物理、性能研究探索、電路製備等領域取得了巨大進展。碳基電子學的進一步發展,特別是碳基集成電路的實用化推進,很大程度上依賴於大面積製備、高半導體純度的高質量碳納米管材料。 -
寧波材料所氧化物雙極性電晶體和反相器研究獲新進展
迄今已報導的氧化物半導體薄膜電晶體都表現為單類型電荷傳導，即電子傳導（n型）或空穴傳導（p型），而可同時、可控傳導電子和空穴（即雙極性電荷傳導，見圖1a，電子和空穴類似於陰陽八卦系統的陰陽兩面）的薄膜電晶體的研發也十分重要。 -
福建物構所金屬-有機框架薄膜的組裝及性能研究獲進展
中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室曹榮研究團隊在科技部「973」項目、國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項和教育部能源材料化學協同創新中心(2011•iChEM)的資助下，設計合成特定的金屬-有機框架化合物（MOF），隨後組裝構築形成金屬-有機框架膜。 -
化學所在新型pi-分子材料的設計及應用研究中取得系列進展
化學所在新型pi-分子材料的設計及應用研究中取得系列進展 2016-12-27 化學研究所 【字體：大 中 小】 -
有機薄膜電晶體穩定性新模型誕生,助力柔性電子產品開發
Moore）提出，集成電路上可容納的電晶體數目約每兩年便會增加一倍。半導體技術已經以符合這種「摩爾定律」的趨勢發展了數十年。然而，根據國際半導體技術發展藍圖組織（ITRS）的評估，這種發展勢頭將會減慢。而另一方面，有機薄膜電晶體（OTFT）作為印製電子關鍵技術，則在幾年間獲得了長足進展。有機薄膜電晶體研究可追溯到上世紀80年代。 -
兼具小分子高遷移率特性和聚合物優良機械性能柔性有機薄膜電晶體
近日，電子科技大學光電科學與工程學院、電子薄膜與集成器件國家重點實驗室於軍勝教授團隊在國際權威刊物《美國化學學會期刊》（Journal of the American Chemical Society）正封面刊發了題為「Engineering Intrinsic Flexibility -
化學所在高效單組份有機發光場效應電晶體方面取得進展
化學所在高效單組份有機發光場效應電晶體方面取得進展 2019-09-12 化學研究所 【字體：大 中 小】 鑑於此，在中國科學院先導項目和國家自然科學基金委支持下，中科院化學研究所有機固體重點實驗室科研人員近年來在高遷移率發光材料方面開展了研究，提出了「蒽拓展並五苯類似物」的光電一體化分子設計思想，發展了系列具有優異高遷移率和發光性能的有機半導體材料體系（Nat. Commun. 2015, 6, 10032; J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 17261, Adv. -
長春光機所在鈣鈦礦光敏場效應電晶體研究中獲進展
新型鈣鈦礦是目前研究的熱點材料之一，其相關研究在太陽能電池、發光二極體和光電探測器等領域取得了巨大的進展。基於鈣鈦礦材料的光電器件和電子器件製備工藝簡單，易於大面積加工製造和集成到經典的電子器件中。但是，基於鈣鈦礦材料的場效應電晶體研究仍然較少，已報導的工作存在載流子遷移率較低、傳輸機理不明等問題。 -
上海矽酸鹽所有機熱電材料研究取得進展---中國科學院
上海矽酸鹽所有機熱電材料研究取得進展 2020-10-20 上海矽酸鹽研究所 【字體：1020~1021 cm-3，最終獲得高電導率的柔性薄膜。 -
化學所在配位組裝薄膜方面取得新進展
化學所在配位組裝薄膜方面取得新進展 2018-10-19 化學研究所 【字體：大 研究表明，TAPyr能通過多位點作用與電極表面形成站立排列的穩定單層膜。進一步利用分步配位組裝，製備了二茂鐵和金屬釕的單層及多層薄膜。製備方法簡單快速，厚度精確可控。利用該方法製備的功能化薄膜具有較好的電化學穩定性和表界面電子傳輸性質。 -
光學薄膜的研究新進展及應用
對光學薄膜的3種製備技術：物理氣相學沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)和化學液相沉積(CLD)進行了分析。綜述了幾種新型光學薄膜(金剛石薄膜及類金剛石薄膜、軟X射線多層膜、太陽能選擇性吸收膜、高強度雷射膜)的研究進展以及光學薄膜的應用情況。 -
第七屆國際薄膜電晶體計算機輔助設計會議舉行
第七屆國際薄膜電晶體計算機輔助設計會議舉行 2016-11-02 微電子研究所 【字體：會議邀請了6位業界專家學者作主題報告：IEEE電子器件學會主席Samar Saha闡述了IEEE電子器件學會所面臨的任務與技術活動，香港科技大學工程學院院長Tim Cheng講解了TFT電路的穩定性設計和可靠性模擬技術，中科院化學有機固體重點研究室、中科院院士劉雲圻介紹了高性能有機場效應電晶體半導體材料，西班牙羅維拉-威爾吉利大學教授Benjamin Iñiguez介紹了TFT緊湊建模和參數提取技術的研究進展 -
上海光源衍射線站助力聚合物場效應電晶體等領域研究
上海光源BL14B1衍射線站作為通用衍射研究平臺，可以為用戶提供高角衍射、掠入射衍射、反射率、漫散射、倒易空間強度繪製(Reciprocal Space Mapping)、極圖等實驗方法；研究對象涵蓋多晶粉末、單晶及多晶薄膜和塊體樣品，無機和有機樣品，固態和液態樣品；為凝聚態物理、材料科學、化學、高分子、地質等領域的用戶提供了優質高效的結構研究平臺 -
化學所高遷移率雙極性聚合物場效應電晶體研究取得進展
化學所高遷移率雙極性聚合物場效應電晶體研究取得進展 2018-03-22 化學研究所 【字體>小】 語音播報 聚合物場效應電晶體 -
中科院在光電電晶體的光調控方面取得進展!
，在光電電晶體的光調控方面取得進展。研究發現，Ag/TiO2複合薄膜在外加兩束光照射後，具有類似於三極體的特性，可以實現對光電信號的增強、開關和調製，該器件被稱為全光輸入的電晶體。相關結果作為卷首圖片(Frontispiece)文章發表在《先進功能材料》（Adv. Funct. Mater. 28(40), 1870290 (2018)）上。▲圖1. 光電流增強效應：紫外光照對器件近紅外光響應的影響。 -
界面自組裝的可拉伸橡膠半導體薄膜及橡膠電路
自組裝的P3HT聚合物薄膜研究人員首先將P3HT的甲苯溶液滴到水表面,兩分鐘之內便可自組裝得到P3HT聚合物薄膜。通過該方法製備的P3HT聚合物薄膜可以很容易的轉移到玻璃，矽片，PDMS等各種基底上，為後續電子器件的製備提供了方便。 -
大連化物所共軛微孔高分子應用於超級電容器研究獲進展
大連化物所共軛微孔高分子應用於超級電容器研究獲進展 2017-12-08 大連化學物理研究所 1109組研究員鄧偉僑和DNL21T3研究員吳忠帥領導的合作團隊，在尋找高比容超級電容器電極材料研究方面取得新進展，製備出同時具有高比表面積和高含氮量的導電共軛微孔高分子，相關成果發表在《德國應用化學》上。