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n型单组分光晶体管研究的进展

研发家 | 2025-07-05

有机半导体材料的发展促进了其应用于可穿戴电子、人工视觉和神经形态计算等前沿技术。随着前沿技术对光电设备的要求越来越高，以异质结构为核心的光晶体管逐渐出现结构复杂、精度差、激子解离效率低、n型材料库有限等问题，无法适应高集成度、多功能化的发展方向。相比之下，基于单组分活性层的光晶体管有望简化设备结构，实现快速的光电转换和神经响应，为开发多功能有机光电材料提供新的思路。

在n型单组分神经形态光晶体管器件制备方面，中国科学院化学研究所刘云邈和郭云龙团队取得了进展。该团队的设计合成了3,2-b]吡命-3,6-二腈(2CNTT)给体模块，并提出了氰基介导的扭转-极化协同策略，通过直接芳基化聚合方法构建了一系列给受体型的高聚物，完成了分子内偶合作用和分子间相互作用的统一调节。该策略提高了电荷分布和激子利用效率，赋予了材料宽能见光吸收、低激子结合能等特性。在能见光照射下，用高聚物PFID2NTT为活性层构建的光晶体管设备完成了9.02 ×光暗电流比104显示出优异的光响应性能和稳定的单极性电子迁移率。其双脉冲易化指数超过236%，工作能耗低至13.23 aJ，神经突触行为和长时程记忆功能可以模拟。

《先进材料》发表了相关研究成果。(Advanced Materials)上面。这项研究得到了国家自然科学基金委员会、科技部和中国科学院的支持。

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