全印刷制备有机薄膜晶体管:进展与挑战

近几十年来,有机薄膜晶体管由于自身优异的柔性、溶液加工、物化性质可调、基底适用性广等优势在柔性显示、全贴合传感器阵列等现代电子产业领域展现着远超常规硅基薄膜晶体管的应用潜力。因有机薄膜晶体管溶液加工的特征,其制备可与多种印刷技术高度整合,尤其是晶体管沟道的活性层印刷。从有机薄膜晶体管的全印刷制备出发,探讨并总结了多种可用于晶体管制备的印刷策略,包括丝网印刷技术、刮涂印刷技术、凹版印刷技术、喷墨印刷技术以及其他印刷策略;还总结了薄膜晶体管不同部件的可印刷油墨材料,包括用于印刷金属电极的金属纳米颗粒油墨、可用于印刷介电层的高介电常数交联型高分子油墨、可用于印刷晶体管沟道的碳基、共轭小分子基、共轭聚合物基油墨;此外,根据晶体管的工作模式进一步讨论了可实现全印刷制备的有机薄膜晶体管类型,包括有机场效应晶体管、电解质门控有机晶体管、有机电化学晶体管。最后,对有机薄膜晶体管及更复杂电路在全印刷制备中的挑战和未来研究方向进行了展望。

基于共轭聚合物的近红外光传感器

近红外光(NIR)传感器在军事警戒、空间勘探、科研检测、医疗诊断等领域有着极为重要的应用价值。传统的NIR传感材料主要是基于半金属的无机材料,借助窄带隙来吸收低能量的NIR而改变材料自身的电导率,继而实现检测。无机传感材料由于加工繁琐、不具备柔性、成本高昂以及难降解等因素致其进一步发展受到限制。新兴的共轭聚合物材料通过光热转换或者能级可调的光电效应实现对NIR的高灵敏传感,同时能够实现快速响应。该类聚合物材料具有π电子离域的共轭结构,同样具有较窄的带隙,在NIR照射下能够通过自身电导率的改变或光热转换作用将热量传递至其他超热敏材料来实现对光的检测。借助柔性、环境友好、制备简单、便于掺杂、灵敏度高等优势,共轭聚合物材料为新一代NIR传感器的应用与普及开辟了新的前景。