近期，天津大學(xué)分子聚集態(tài)科學(xué)研究院李立強(qiáng)教授課題組提出了一種通過(guò)晶界勢(shì)壘工程對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體電荷輸運(yùn)的溫度依賴性進(jìn)行有效調(diào)控的策略。

圖片來(lái)源：天津大學(xué)分子聚集態(tài)科學(xué)研究院

據(jù)介紹，該研究團(tuán)隊(duì)在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有機(jī)半導(dǎo)體中的晶界顯著影響著其電荷輸運(yùn)過(guò)程。通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)表征，發(fā)現(xiàn)晶界處的有效勢(shì)壘高度可通過(guò)晶粒尺寸的變化實(shí)現(xiàn)有效的調(diào)控。當(dāng)材料的晶粒尺寸接近德拜長(zhǎng)度的兩倍時(shí)，有效勢(shì)壘高度可達(dá)到最大值，此時(shí)電荷輸運(yùn)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的溫度依賴性，而更大或更小的晶粒尺寸都會(huì)降低有效勢(shì)壘高度，使材料表現(xiàn)出較高的熱穩(wěn)定性。

研究者制備了具有不同晶粒尺寸的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜器件，并基于這種極高靈敏度的有機(jī)半導(dǎo)體制備了性能優(yōu)異的溫度傳感器。這種溫度傳感器的靈敏度高達(dá)155，遠(yuǎn)超同類型器件的報(bào)道值。得益于超高的靈敏度，傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境紅外熱輻射的檢測(cè)、對(duì)人體觸摸的識(shí)別和溫度分布探測(cè)。該成果有望為集成電路元器件和高性能傳感器的設(shè)計(jì)提供新思路。

目前，這一成果發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《自然·通訊》上。

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