国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

有機電化學晶體管(OECTs)和基于OECT的電路，由于其極低的驅(qū)動電壓(<1 V)、低功耗(<1μW)、高跨導(>10 mS)和生物兼容性，在生物電子學、可穿戴電子器件和人工神經(jīng)形態(tài)電子器件方面，具有巨大潛力。

然而，關(guān)鍵互補邏輯OECT的成功實現(xiàn)，目前受到時間和/或操作不穩(wěn)定性、緩慢的氧化還原過程和/或切換、與高密度單片集成的不兼容以及較差的n型OECT性能的限制。

在此，來自美國西北大學的鄭丁& Tobin J. Marks & Antonio Facchetti?和電子科技大學的黃偉&程玉華等研究者展示了在一個簡單的、可伸縮的且具有密集的、不透水的頂部接觸的垂直結(jié)構(gòu)中，通過將氧化還原活性半導體聚合物與氧化還原活性光固化和/或可光固化聚合物混合，形成了離子滲透半導體通道，實現(xiàn)了具有平衡和超高性能的p型和n型垂直O(jiān)ECTs。

相關(guān)論文以題為“Vertical organic electrochemical transistors for complementary circuits”于2023年01月18日發(fā)表在Nature上。

有機電化學晶體管(OECTs)，由于其驅(qū)動電壓低、功耗低、跨導率高以及在機械柔性平臺上易于集成等優(yōu)點，在生物電子學、可穿戴電子學和神經(jīng)形態(tài)電子學領(lǐng)域，具有廣泛的應用前景。然而，OECT的進一步進展面臨挑戰(zhàn)。

(1)盡管取得了進展，但與空穴傳輸(p型)相比，較差的電子傳輸(n型)OECT性能(大約低1000倍的跨導和/或電流密度)，阻礙了生物傳感器開發(fā)中對體內(nèi)相關(guān)分析物陽離子(例如，Na⁺， K⁺，Ca²⁺，F(xiàn)e³⁺和Zn²⁺)的互補邏輯和敏感性的發(fā)展。

(2)時間和/或操作的不穩(wěn)定性阻礙了所有可能的應用。

(3) p型和n型OECT性能的不平衡，阻礙了集成到互補電路中。

(4)緩慢的氧化還原過程導致開關(guān)緩慢。

(5)最先進的傳統(tǒng)OECTs (cOECTs)具有平面源漏電極結(jié)構(gòu)，需要最多10μm的小通道長度(L)，以及精確的半導體層和無源材料電極涂層，以實現(xiàn)高跨導(g_m)和快速開關(guān)(大約在毫秒范圍內(nèi))，需要復雜的制造方法。

傳統(tǒng)光刻只能可靠地實現(xiàn)大于1μm的特征或L，盡管印刷和激光切割提供了簡化的cOECT制造，但這是以犧牲性能為代價的。

此外，為了增加g_m, OECT通常使用較厚的半導體薄膜，這不可避免地影響了開關(guān)速度，因為高g_m值需要電解質(zhì)和大塊半導體之間進行有效的離子交換。因此，如果材料設(shè)計沒有進展，特別是對于n型半導體，以及新器件架構(gòu)的實現(xiàn)，OECT應用的范圍將仍然有限。

在此，研究者展示了高性能的p型和n型OECT和互補電路，通過使用垂直器件結(jié)構(gòu)(垂直O(jiān)ECT，以下稱為vOECT)，通過熱蒸發(fā)和遮蔽不滲透和密集的金源-漏電極以及離子傳導半導體通道的自旋涂層和光模壓制備。vOECT制作過程如圖1a所示。

該過程的關(guān)鍵是使用氧化還原活性p型(gDPP-g2T)或n型(Homo-gDPP)半導體聚合物與氧化還原惰性光固化聚合物組分(肉桂-纖維素聚合物(Cin-Cell))混合作為OECT通道。

在對照實驗的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的半導體聚合物：Cin-Cell質(zhì)量比為9:2。vOECT幾何截面和選定的光學和掃描電子顯微鏡(SEM)圖像(圖1c,d)表明，通道長度(L)是半導體層厚度(約100 nm)，底部和頂部電極的寬度分別定義了半導體的通道寬度(W)和標稱深度(d)。使用無離子導電乙二醇側(cè)鏈聚合物的cOECTs和vOECTs也被制成作為對照；他們的表現(xiàn)是微不足道的。

據(jù)目前所知，第一個垂直堆疊互補垂直O(jiān)ECT邏輯電路實現(xiàn)了在小于±0.7 V時超過1 kA?cm^?2的足跡電流密度、0.2-0.4 S的跨導、小于1ms的短瞬態(tài)時間和超穩(wěn)定的開關(guān)(>50,000次循環(huán))。這種架構(gòu)為有機半導體氧化還原化學和物理的基礎(chǔ)研究、沒有宏觀電解質(zhì)接觸的納米尺度的密閉空間，以及可穿戴和可植入設(shè)備的應用提供了許多可能性。

圖1. 制作方案和使用的vOECT材料

圖2. OECT表現(xiàn)及與文獻數(shù)據(jù)比較

圖3. vOECT穩(wěn)定性，開關(guān)時間和頻率相關(guān)的跨導(帶寬)特性

圖4. 基于vOECTs的垂直堆疊互補電路

綜上所述，研究者報告了在p型和n型操作模式下，都表現(xiàn)出前所未有的性能的vOECTs。這里展示的器件結(jié)構(gòu)，是通過合成新的電活性和離子滲透性半導體聚合物以及電活性共混層的界面工程實現(xiàn)的。

該器件可通過常規(guī)制造工藝獲得，并提供高保真和穩(wěn)定的性能特征。它們?yōu)楦鞣N應用中的全新系統(tǒng)設(shè)計提供了機會，包括低成本診斷、腦機接口、可植入和可穿戴設(shè)備、假肢和智能軟機器人，對于這些應用來說，小的有效占地面積以及高g_m和低驅(qū)動電壓指標是基本要求。

此外，vOECTs為柔性和可拉伸的互補器件和相關(guān)邏輯電路提供了一種新的設(shè)計范式。

作者簡介

程玉華，電子科技大學教授，博士生導師。主要研究方向：從事電子測試技術(shù)、精密無損檢測、故障診斷與健康管理（DPHM）

學術(shù)頭銜及兼職：入選教育部“長江學者”特聘教授、四川省學術(shù)與技術(shù)帶頭人等。獲得何梁何利基金科學與技術(shù)創(chuàng)新獎；作為第一完成人獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎1項、四川省科學技術(shù)進步一等獎1項；獲中國自動化學會“青年科學家”。

目前為教育部自動化類專業(yè)教學指導委員會委員、四川省普通本科高等學校電氣與自動化類專業(yè)教學指導委員會副主任委員、中國儀器儀表學會理事、IEEE高級會員，IEEE TIM、Neurocomputing等國際著名期刊副主編。受邀擔任國際學術(shù)會議主席5次。

主要從事電子測試技術(shù)、精密無損檢測、故障診斷與健康管理（DPHM）等領(lǐng)域的教學與科研工作。近五年，主持國家自然科學基金（重點）、預研基金（重點）等國家級項目13項，突破了多波成像、多維快拍、高速高精同步捕獲等技術(shù)。相關(guān)科研成果發(fā)表高水平論文90余篇，出版學術(shù)專著5部，授權(quán)發(fā)明專利42項(美國專利2項)。

黃偉，電子科技大學特聘研究員，博士生導師。主要研究方向：可穿戴傳感器，柔性可拉伸傳感器，生物傳感器，薄膜晶體管等。

學術(shù)頭銜及兼職：任中國化學快報（SCI）青年編委；任多個權(quán)威SCI期刊（如Adv. Mater.，ACS Energy Lett.，Nano Energy，Nano-Micro Lett.，ACS Appl. Mater. Interfaces，J Mater. Chem. C，Appl. Phys. Lett.等）審稿人。

科學研究：針對溶液法制備的光電器件及其傳感器在高性能與高效低成本生產(chǎn)方面難以兼得的技術(shù)難點，以及實現(xiàn)高精度、高可靠性、高穩(wěn)定性指標的產(chǎn)業(yè)化重點，主要從事下一代高性能光電器件特別是傳感器方面的研究。負責柔性可拉伸復合電子器件、先進多陰離子材料、可打印電子墨水、能量存儲技術(shù)中的基礎(chǔ)化學與材料等多個國家、省部級項目中關(guān)鍵技術(shù)的研究與開發(fā)，研究涵蓋薄膜晶體管及其傳感器、太陽能電池、鋰離子電池等光電器件，并取得了一系列系統(tǒng)深入的研究成果。

近五年在國際權(quán)威期刊發(fā)表論文70余篇，第一作者及通訊作者SCI論文21篇（JCR一區(qū)21篇，包括：傳感器、光電器件領(lǐng)域頂級期刊PNAS 2篇、Adv. Mater. 3篇、Adv. Funct. Mater. 2篇、Nano Energy 1篇，其中封面論文6篇；SCI他引1400余次，H指數(shù)為24）；參與編撰Wiley出版社智能電子器件英文專著2部；申請并授權(quán)美國專利一項，中國專利一項。

文獻信息

Huang, W., Chen, J., Yao, Y. et al. Vertical organic electrochemical transistors for complementary circuits. Nature 613, 496–502 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05592-2

原文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05592-2

https://www.auto.uestc.edu.cn/info/1121/4617.htm

https://www.auto.uestc.edu.cn/info/1121/5616.htm

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2023/10/14/d77663479e/

国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

電子科技大學，2023年首篇Nature！

相關(guān)推薦

電子科技大學，2023年首篇Nature！