化学学报 ›› 2026, Vol. 84 ›› Issue (10): 1649-1663.DOI: 10.6023/A26050162 上一篇 下一篇
综述
投稿日期:2026-05-14
发布日期:2026-07-08
作者简介:![]() |
樊艳伟, 2024年获中国科学院化学研究所博士学位, 现为河北工业大学博士后, 主要研究方向为有机半导体的掺杂调控及其电荷传输. |
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江浪, 教授, 2011年获中国科学院化学研究所博士学位, 同年任职该所助理研究员. 2013年赴英国剑桥大学卡文迪什实验室从事博士后研究, 2016年任中国科学院化学研究所有机固体实验室研究员, 2025年任河北工业大学教授. 主要从事分子晶体材料的输运机制和高性能光电器件与电路应用研究. |
基金资助:Received:2026-05-14
Published:2026-07-08
Contact:
*E-mail: ljiang@hebut.edu.cn
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自组装单分子层(self-assembled monolayers, SAMs)的构建, 是实现20世纪70年代提出的分子器件核心构想的关键技术支撑. 早期分子器件的制备主要依赖于通过共价键与基板结合的SAMs, 单分子层晶体管是其典型代表, 但SAMs中存在的结构缺陷限制了器件性能的提升. 近年来, 单分子层分子晶体(MMCs)在高性能光电器件领域展现出独特优势与应用潜力, 当有机半导体厚度降至单层时, 暴露的单分子层不仅为直接探究各类因素的影响提供了理想模型, 如降低接触电阻和优化光响应特性与传感性能, 更对揭示半导体层内在电荷传输机理具有关键意义. 系统综述了MMCs的发展历程, 总结了其在光电器件领域的核心优势与典型应用场景, 展望当前挑战与未来前景, 旨在促进该领域的进一步研究与应用.
樊艳伟, 江浪. 单分子层分子晶体材料与器件的研究进展[J]. 化学学报, 2026, 84(10): 1649-1663.
Yanwei Fan, Lang Jiang. Research Progress of Monolayer Molecular Crystal Materials and Devices[J]. Acta Chimica Sinica, 2026, 84(10): 1649-1663.
| 分子 | 方法 | 电极 | 电介质 | 构型 | 接触电阻/(Ω•cm) | 迁移率/(cm2•V-1•s-1) | 时间 | Ref |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| HTEB | 滴注 | Au | 300 nm SiO2 | 底栅顶电极(BGTC) | — | 1.0 | 2011 | [ |
| HTEB | 滴注法 | Au | 30 nm HfO2 | BGTC | 540 | 0.26 | 2013 | [ |
| C8-BTBT | 范德华外延 | Au | 285 nm SiO2 | BGTC | — | 10 | 2014 | [ |
| pentacene | 范德华外延 | Au | — | BGTC | — | 1.6 | 2016 | [ |
| C8-BTBT | 范德华外延 | Au | 285 nm SiO2 | BGTC | 100 | 30 | 2017 | [ |
| C10-DNTT | 二次溶液剪切 | Au | SiO2 | BGTC | — | 10.4 | 2017 | [ |
| CMUT | 空间限域 | Au | BCB/SiO2 | BGTC | — | 1.24 | 2018 | [ |
| C10-DNTT | 溶液剪切 | Au | 300 nm SiO2 | BGTC | 40 | 12.5 | 2020 | [ |
| C8-DNBDT-NW | 溶液剪切 | Au | 100 nm SiO2 | BGTC | — | 10 | 2020 | [ |
| C8-DNBDT-NW | 溶液剪切 | Au | 100 nm SiO2 | BGTC | 175 | 10 | 2020 | [ |
| C10-DNTT | 溶液剪切 | Au | HZO/Al2O3 | BGTC | 59.4±5.3 | 8.44±1.61 | 2021 | [ |
| C6-DPA | 空间限域 | Au | 300 nm SiO2 | BGTC | — | 1.61 | 2021 | [ |
| C10-DNTT | 溶液剪切 | Au | HfO2 | BGTC | 2.2×10-2 (VDS =-1 mV) | 11.7 | 2022 | [ |
| C6-DPA | 空间限域 | Au | 300 nm SiO2 | BGTC | — | 1.3 | 2022 | [ |
| C10-DNTT | 溶液剪切 | Pt | HfO2 | BGTC | 14.0 | 18 | 2023 | [ |
| C8-DNTT | 溶液剪切 | Au | 300 nm SiO2 | BGTC | 79.00±7.00 | 12.36±0.45 | 2023 | [ |
| C8-DNTT | 溶液剪切 | Au | SiO2 | BGTC | — | 13.23 | 2024 | [ |
| C10-DNTT | 溶液剪切 | Ti3C2Tx | HfO2 | BGTC | 165 | 9.5 | 2024 | [ |
| 分子 | 方法 | 电极 | 电介质 | 构型 | 接触电阻/(Ω•cm) | 迁移率/(cm2•V-1•s-1) | 时间 | Ref |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| HTEB | 滴注 | Au | 300 nm SiO2 | 底栅顶电极(BGTC) | — | 1.0 | 2011 | [ |
| HTEB | 滴注法 | Au | 30 nm HfO2 | BGTC | 540 | 0.26 | 2013 | [ |
| C8-BTBT | 范德华外延 | Au | 285 nm SiO2 | BGTC | — | 10 | 2014 | [ |
| pentacene | 范德华外延 | Au | — | BGTC | — | 1.6 | 2016 | [ |
| C8-BTBT | 范德华外延 | Au | 285 nm SiO2 | BGTC | 100 | 30 | 2017 | [ |
| C10-DNTT | 二次溶液剪切 | Au | SiO2 | BGTC | — | 10.4 | 2017 | [ |
| CMUT | 空间限域 | Au | BCB/SiO2 | BGTC | — | 1.24 | 2018 | [ |
| C10-DNTT | 溶液剪切 | Au | 300 nm SiO2 | BGTC | 40 | 12.5 | 2020 | [ |
| C8-DNBDT-NW | 溶液剪切 | Au | 100 nm SiO2 | BGTC | — | 10 | 2020 | [ |
| C8-DNBDT-NW | 溶液剪切 | Au | 100 nm SiO2 | BGTC | 175 | 10 | 2020 | [ |
| C10-DNTT | 溶液剪切 | Au | HZO/Al2O3 | BGTC | 59.4±5.3 | 8.44±1.61 | 2021 | [ |
| C6-DPA | 空间限域 | Au | 300 nm SiO2 | BGTC | — | 1.61 | 2021 | [ |
| C10-DNTT | 溶液剪切 | Au | HfO2 | BGTC | 2.2×10-2 (VDS =-1 mV) | 11.7 | 2022 | [ |
| C6-DPA | 空间限域 | Au | 300 nm SiO2 | BGTC | — | 1.3 | 2022 | [ |
| C10-DNTT | 溶液剪切 | Pt | HfO2 | BGTC | 14.0 | 18 | 2023 | [ |
| C8-DNTT | 溶液剪切 | Au | 300 nm SiO2 | BGTC | 79.00±7.00 | 12.36±0.45 | 2023 | [ |
| C8-DNTT | 溶液剪切 | Au | SiO2 | BGTC | — | 13.23 | 2024 | [ |
| C10-DNTT | 溶液剪切 | Ti3C2Tx | HfO2 | BGTC | 165 | 9.5 | 2024 | [ |
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(刘雪朋, 李博桐, 韩明远, 张先付, 陈建林, 戴松元, 化学学报, 2024, 82, 348.)
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