有机晶体管凭借柔性、环境敏感性以及低成本等优势在可穿戴电子设备和传感器等领域拥有巨大的应用前景。在有机晶体管中,介电层对有机半导体层的界面作用是决定器件性能的关键因素之一。界面上的电荷陷阱效应通常被作为会降低有机晶体管电学性能的负面影响因素来进行减弱或避免。而同济大学材料科学与工程学院黄佳教授课题组则巧妙地利用上述界面作用,使得原本光敏性能微弱的有机晶体管也能表现出非常好的光敏性能。该工作使用生物安全的聚合物材料聚乳酸(PLA)作为介电层,二萘并噻吩酮(DNTT)作为有机半导体来制备基于界面效应的光敏有机晶体管。此类光敏有机晶体管中的PLA介电层表面极性基团与DNTT相互作用能增强界面电荷陷阱效应,从而有效降低器件的暗电流。而当器件被光照后,被陷阱捕获的电荷能被重新释放,从而得到放大的光电流。这一效应使得此类光敏有机晶体管的明/暗电流比超过了10000,远高于同样条件下参比器件测得的10。并且此类光敏有机晶体管在0.02 mW/cm2亮度的弱光下都还能有很强的光敏行为,而参比器件无法探测如此微弱的光强。基于此类光敏有机晶体管,研究人员还进一步在柔性薄膜上集成了光敏有机晶体管阵列,演示了对简单图案的光学成像能力。该研究工作为光敏有机晶体管的制备提供了另一种新的低成本思路,而且对大多有机半导体材料都可能具有良好的适用性。这一研究成果在环境友好型电子器件、柔性可植入式光传感器等领域具备广泛的应用前景。该研究成果已经发表在Advanced Science杂志上(DOI: 10.1002/advs.201500435)。

 

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