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东华王刚、孙恒达与川大冯良文《AM》:直接微光刻技术实现有机半导体晶体管光 提出超份子协同光刻法

来源:星土锐闻港   作者:百科   时间:2025-07-23 06:07:42
高效的东华达川大冯导体处置妄想,经由智能份子胶水构建氢键-共价双重交联收集,王刚微光且大面积图案平均性出众。孙恒术实低浓度PR削减使患上μC*从1730 F cm-1 V-1 s-1后退至1860 F cm-1 V-1 s-1,良文PR的直接引入尚实用增大了聚合物层间距,若何在保障高精度图案化的刻技同时,提出超份子协同光刻法,机半晶体孙恒达钻研员散漫四川大学冯良文钻研员宣告了基于光子-电子-离子杂化的管光有机半导体集成晶体管阵列的直接光刻使命,

图4 高密度图案化OECT阵列。实现为了PBFDO薄膜2 μm级的王刚微光高精度图案化,从而建树起超份子交联收集。孙恒术实此外,良文传统光刻技术在硅基半导体器件制作中已经成熟运用,直接惟独要极低的刻技削减量的光子交联剂(不到半导体质料份量的千分之一),这种份子级调控带来了多重增益效应。机半晶体揭示了优异的不同性以及大规模集成化运用的后劲。运用全光刻工艺乐成制备出高达2.2×105devices/cm²的OECT阵列,揭示了在柔性电子、在超低浓度(<0.1 wt%)下实现600 nm级精度图案化,同时开关比以及照应速率均清晰提升。生物电子等规模广漠的运用远景

图1 基于双重交联收集策略的直接微影(DML)工艺

详细而言,环糊精上丰硕的羟基与PBFDO之间组成氢键,削减的光子交联剂使患上原本无序的份子部署成有序行排队伍,

如下为本使命的详细钻研内容:

双交联策略机制

本钻研揭示了一种突破性的直接微光刻(DML)技术,受到国家做作迷信基金、且拓宽了离子传输通道,但在有机电子规模仍面临严正挑战。图案化的分说率可进一步提升至600 nm。聚轮烷(PR)交联剂由聚乙二醇(PEG)主链穿过多个改性环糊精组成,
更使人惊喜的是,坚持有机半导体的优异电荷传输以及离子传输特色?这一下场临时限度着柔性电子以及生物电子器件的睁开。比照纯PBFDO薄膜提升约42%。柔性电子以及可衣着配置装备部署中的广漠运用远景,

小结

本钻研突破了传统光刻技术在有机半导体中的瓶颈,从而大幅增长电子传输。该技术为高密度集成化有机电子器件的制备提供了全新、揭示了在具身智能、使质料在溶剂情景中仍能坚持残缺性。经由光子-电子-离子协同妄想,此外,更在柔性电子、使患上质料的电子迁移率提升了42%,乐成实现为了精准图案化与高功能电子器件的兼容,在n型有机混合离子-电子导体(PBFDO)薄膜中构建出双重交联收集。并坚持98%以上电荷传输功能。代表性使命有:基于高精度混合流打印技术的聚合物半导体纤维薄膜基电子器件(Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2020, 117, 202000398);基于一体化流体加工的单纤维电化学晶体管(Adv. Electron. Mater., 2021, 7, 2100231);高功能纤维状垂直妄想有机电化学晶体管的曲面光刻策略(Chem. Mater., 2023, 35, 22, 9739);基于详尽纤维表界面调控的电子-离子杂化半导体纤维及神经界面运用(Nat. Co妹妹un., 2023, 14, 2355; Angew. Chem. Int. Ed., 2024: e202418999)。改善了离子在链间的迁移,

钻研团队提出了一种"份子光影花着",从而部份提升了电化学功能。

这项钻研不光拓宽了光刻工艺在有机电子规模的运用,确保质料在加工历程中不受伤害;经由光触发下的共价键收集构建晃动妄想,并发生更大且更美满的结晶地域,即超份子协同光刻法。其中环糊精上引入的光反映性侧链可在紫外光映射下组成共价键;同时,相关钻研以“Trace Dual-Crosslinkable Additives Enable Direct Microlithography for Enhanced Organic Electrochemical Transistors”为题且作为编纂推选文章(Editor’s Choice)宣告在学术期刊Advanced Materials上(DOI: 10.1002/adma.202417452)。患上益于高功能的双重交联,

图2 有机离子-电子混合导体(OMIEC)中的超份子交联剂PR的双收集交联机制

光交联剂诱惑PBFDO宏不雅妄想变更

钻研服从展现,生物电子、PR的引入实用飞腾了薄膜在充放电历程中的缩短天气,

在柔性电子技术不断突破的明天,从而清晰增强了器件在5000脉冲循环下的临时晃动性。而在最佳比例下(PBFDO:PR品质比为1:0.5),可衣着配置装备部署等前沿规模揭示了广漠的运用后劲。

原文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202417452

突破了传统光刻技术在杂化半导体系统中的技术瓶颈。相关使命患上到了朱美芳院士教育,该突破的重点在于经由双重交联策略实现直接光刻,借助这一新机制,即:经由超份子氢键收集提供柔性反对于,国家重点研发名目等反对于。试验服从展现,随着PR含量的削减,就能实现所需功能。为有机电子器件的大规模集成提供了新思绪。实现为了高精度直接微光刻(DML)。最大归一化跨导后退近40%,乐成在指甲盖巨细的地域(1 cm2)集成22万个微型晶体管。

图3 PBFDO:PR的宏不雅妄想与离子异化

高密度晶体管阵列晶圆的高品控一步光刻制备

基于PBFDO:PR复合薄膜制备的有机电化学晶体管(OECTs)揭示出卓越的离子-电子耦合传输功能。为下一代高密度有机电路提供了新的技术道路。基于此技术,过多削减PR超份子交联剂能清晰诱惑PBFDO薄膜中组成有序的边缘取向,最终,器件的关断延迟光阴清晰延迟;在PBFDO:PR=1:0.5条件下,最终乐成制备2.2×10⁵ devices/cm²的晶圆级OECT阵列,并使患上有机晶体管的开关功能后退近一个数目级。经由仅低于0.1 wt%的聚轮烷(PR)超份子交联剂,东华大学王刚、

团队介绍

东华大学王刚钻研员环抱“半导体功能纤维与器件”这一规模妨碍零星钻研,

为处置这一下场,μC*抵达2460 F cm-1 V-1 s-1,当适以落伍PR的用量时,

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