場效應晶體管是現代微電子產業最重要的基本元件之一, 有機場效應晶體管具有柔性、質輕、可溶液加工、生物相容性好等突出優勢, 在軟體機器人、植入設備、無感穿戴設備等類皮膚電子領域具有巨大的應用潛力. 類皮膚超柔有機場效應晶體管能夠與皮膚、假肢等三維靜/動態表面實現共形貼合, 在形變情況下保持穩定的電學性能, 給予佩戴者最小的負擔和最大的舒適度. 降低厚度和楊氏模量將有效減小器件因形變產生的恢復力, 是獲得具有三維表面共形貼合能力的類皮膚超柔器件的主要策略. 東北師範大學湯慶鑫, 劉益春課題組綜述了超薄和可拉伸兩種類皮膚超柔有機場效應晶體管的研究進展, 並且展望了該領域的發展趨勢.
類皮膚超柔電子設備可以無縫貼合在任意物體表面或植入到人體內部, 能夠彎曲、摺疊、扭曲、壓縮、拉伸、甚至變形成任意形狀, 在反覆承受外界應力的情況下仍能保持穩定的電學性能, 因此在可穿戴、可植入電子領域具有重要的研究意義. 傳統的無機半導體原子間通過共價鍵或離子鍵結合, 鍵能大且作用距離短, 具有硬而脆的特性, 大多需要在高溫、高真空等高成本條件下進行製備, 限制了其在類皮膚領域的應用. 對比而言, 有機半導體分子間通過π–π相互作用或范德華力等弱相互作用結合, 具有柔性、質輕、可分子設計、楊氏模量低、生物相容性好等優勢, 能夠通過溶液法等低成本技術在相對較低的溫度下進行大面積製備, 是類皮膚超柔器件的最佳材料之一.
場效應晶體管是現代微電子產業最重要的基本元件之一. 基於有機半導體製備的有機場效應晶體管(organic field-effect transistors, OFETs)繼承了有機半導體的特點, 具有柔性、低成本、可大面積製備等優勢. 早期有機場效應晶體管性能較差, 經過新材料合成、器件結構優化等多方面研究, 現階段研究人員已經能夠製備出具有高性能的類皮膚超柔有機場效應晶體管. 類皮膚超柔有機器件的成功製備鞏固了有機場效應晶體管在柔性電子領域的地位, 為下一代可穿戴、可植入電子提供了有力的支持.
目前, 製備類皮膚超柔有機場效應晶體管的策略主要有兩種: 超薄晶體管, 通過降低器件整體厚度, 提高器件柔性;可拉伸晶體管, 通過結構化設計或採用本徵可拉伸材料降低器件楊氏模量, 使器件具有可拉伸性. 東北師範大學湯慶鑫, 劉益春課題組對類皮膚超柔有機場效應晶體管的製備原理進行了分析, 並從超薄和可拉伸兩個方面介紹了類皮膚超柔有機場效應晶體管的設計思路、製備方法、研究現狀和面臨的挑戰, 最後對領域的發展進行了展望（見下圖）.
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