可控掺杂双极性半导体聚合物应用于简化构筑综合性能优异的有机逻辑电路

有机电子学的最终目标是实现简单地构筑高性能逻辑电路以满足各种应用需求.双极性有机半导体,特别是双极性共轭聚合物,在制备可溶液印刷、低成本和大面积的有机电路方面具有独特的优势.然而,本征双极性聚合物的窄带隙导致其电流开关比低(通常为10~2-10~3),阻碍了输出信号的高精度和抗干扰性,而这是潜在逻辑电路应用的关键要求.本文中,基于可控掺杂的工艺,本征平衡双极性聚合物实现了准单极传输特性,其p沟道和n沟道薄膜晶体管的电流开关比均显著提高至10~5-10~7.此外,可控掺杂的有机逻辑电路如非门、或非门、与非门通过直写印刷技术构建,其具有优异的综合性能,高达150的增益值和68%的信号噪声容限以及快速响应.本工作通过掺杂策略显著地提高了双极性材料的开关比,可为双极性材料在印刷集成电路中的实际应用提供理论基础.

有机发光晶体管的关键材料和器件研究

有机发光晶体管(organiclight-emitting transistor,OLET)是一种变革性的小型化有机光电器件,其在同一器件中集成了场效应晶体管和发光二极管的两种器件功能,在材料的基础物性研究、新型柔性显示/照明、有机电泵浦激光以及片上集成光电子器件等方面都具有着重要的研究意义.OLET独特的器件结构及工作模式使其对核心的关键材料和器件制备提出了新的要求,而高性能OLET器件的构筑需要从材料和器件两个方面同时进行优化与改善.近五年作者课题组和合作者在全面调研和分析OLET领域整体研究背景和存在基本科学问题基础上,聚焦于高迁移率发光有机半导体关键材料的开发和高效OLET器件(线光源和面光源发光模式)的构筑两个方面开展了初步的探索性研究,发展了系列特别是基于蒽和芴的高迁移率发光/激光有机半导体材料,构筑了高性能的单组分有机单晶OLET器件和新型平面OLET面光源发射显示器件,为进一步推动OLET及其相关领域发展奠定了重要的材料和器件研究基础.