復(fù)旦柔性薄膜晶體管研究獲進(jìn)展：折疊電視成現(xiàn)實(shí)

作為推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)和智能物品的“最核心”技術(shù)——柔性有機(jī)薄膜晶體管(OTFT)性能穩(wěn)定性機(jī)制研究獲重大突破。復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院仇志軍副教授與劉冉教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)，今天宣布“建立水氧電化學(xué)反應(yīng)與有機(jī)薄膜載流子相互作用的統(tǒng)一理論模型”成果，該成果有望加速柔性電子在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》上。

柔性電子技術(shù)具有特有的彎曲性和可延展性，能形成智能包裝、可穿戴健康護(hù)理產(chǎn)品等，成為促成物聯(lián)網(wǎng)普及和大規(guī)模應(yīng)用的最核心技術(shù)。然而，截至目前，業(yè)界還沒有摸清柔性電子技術(shù)的最核心器件OTFT性能非穩(wěn)定性的本質(zhì)機(jī)理，成為了其大規(guī)模應(yīng)用的障礙。

2008年起，復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合瑞典烏普薩拉大學(xué)和瑞典皇家理工學(xué)院，對OTFT展開研究。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，對采用碳納米管摻雜的有機(jī)半導(dǎo)體材料進(jìn)行修飾，可成功將有機(jī)薄膜遷移率增加4個(gè)數(shù)量級，接近多晶硅水平，達(dá)到可實(shí)用量級。

經(jīng)反復(fù)研究論證，該團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)首次建立水氧電化學(xué)反應(yīng)與有機(jī)薄膜載流子相互作用模型。研究發(fā)現(xiàn)，外界環(huán)境中的水和氧會(huì)與OTFT發(fā)生直接接觸。在分別施加正向電壓、反向電壓后，水氧電化學(xué)反應(yīng)引發(fā)了“海綿效應(yīng)”。也就是說，整個(gè)電流過程，猶如在一條不斷流動(dòng)的小溪中投擲大量海綿。在正向電壓作用下，水分子和氧分子猶如海綿吸收水分后，束縛了“空穴”載流子，小溪近乎干涸而無水流流動(dòng);而施加反向電壓后，海綿猶如受到擠壓，水再次回到小溪，重新恢復(fù)流動(dòng)。該統(tǒng)一理論模型不僅能解釋影響OTFT器件穩(wěn)定性的內(nèi)在機(jī)理，還能解釋碳納米管、石墨烯等具有高導(dǎo)電特性的薄膜器件，為OTFT大規(guī)模應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

OTFT已呈現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。隨著物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)條件的不斷成熟，透明手機(jī)、折疊電視、可顯示新聞的車窗等或?qū)?yīng)運(yùn)而生，進(jìn)入普通人的生活。