有机摩擦电子学晶体管及接触起电门控型发光二极管

有机摩擦电子学晶体管及接触起电门控型发光二极管

摩擦电子学是利用摩擦产生的静电势作为门极信号来调控半导体中载流子输运特性,以实现各种功能器件的研究与应用领域,由中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士研究团队于2014年首次提出。这类结合了摩擦起电和半导体效应的人机交互器件,称为摩擦电子学器件。摩擦电子学器件的材料选择广泛,适合与有机材料结合,实现有机半导体器件的交互式应用。

最近,由中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士、张弛研究员和清华大学化学系董桂芳副教授指导的合作团队,开展了有机摩擦电子学器件的研究,相关成果发表于Advanced Functional MaterialsDOI: 10.1002/adfm.201502450)。该研究将接触-分离式摩擦纳米发电机与有机薄膜晶体管相结合,研制了有机摩擦电子学晶体管,利用接触起电产生的静电势作为门电压,实现了对有机半导体层中载流子输运特性的调控。通过进一步耦合有机发光二极管,研制了接触起电门控型发光二极管,实现了接触起电对发光强度的调控,并分别实现了接触增强发光和接触减弱发光的两种调制模式。

接触起电门控型发光二极管建立了外部环境与有机半导体发光器件的直接交互机制,不同于传统由外部门电压调制的有机发光晶体管。作为一种由金属和有机材料制备的新型摩擦电子学器件,展示了摩擦电子学器件的材料多样性。同时,作为摩擦电、半导体和光电子的三元耦合器件,将衍生出摩擦光电子学新研究方向,并将在交互式显示、机械成像、微光机电系统和柔性光电子学等领域具有潜在应用。