化学学报 ›› 2022, Vol. 80 ›› Issue (7): 936-945.DOI: 10.6023/A22030096 上一篇 下一篇
研究论文
孙嘉贤a,b, 刘禹廷b, 尹志刚b,c,*(), 郑庆东b
投稿日期:
2022-03-02
发布日期:
2022-05-05
通讯作者:
尹志刚
基金资助:
Jiaxian Suna,b, Yuting Liub, Zhigang Yinb,c(), Qingdong Zhengb
Received:
2022-03-02
Published:
2022-05-05
Contact:
Zhigang Yin
Supported by:
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采用光吸收互补的聚(3-己基噻吩)(P3HT)和引达省并二噻吩-苯并噻二唑共聚物(PIDT-BT), 通过溶液法制备了两者的本体复合异质结构有机半导体薄膜, 并研究了薄膜的表面结构和光电性质. 将PIDT-BT:P3HT复合薄膜作为一类新型光敏沟道层, 与聚电解质介电材料相结合, 制备了高性能柔性低电压光突触晶体管. 考察了不同光刺激条件对光突触晶体管性能的影响及半导体机制, 发现PIDT-BT:P3HT器件具有明显光突触特性, 并且相较于单纯PIDT-BT或P3HT器件具有更高响应的兴奋性突触后电流. 基于PIDT-BT:P3HT薄膜的光突触器件, 在绿红双色光刺激下的响应大于两种单色光分别刺激的响应之和, 表明附加光刺激可调控器件的记忆效率. 该研究为发展高性能光响应半导体薄膜及柔性低功耗光突触器件提供了新策略.
孙嘉贤, 刘禹廷, 尹志刚, 郑庆东. 基于吸收互补有机半导体本体复合薄膜的高性能柔性光突触晶体管[J]. 化学学报, 2022, 80(7): 936-945.
Jiaxian Sun, Yuting Liu, Zhigang Yin, Qingdong Zheng. High-Performance Flexible Photonic Synapse Transistors Based on a Bulk Composite Film of Organic Semiconductors with Complementary Absorption[J]. Acta Chimica Sinica, 2022, 80(7): 936-945.
[1] |
Rosenbluth, D.; Kravtsov, K.; Fok, M. P.; Prucnal, P. R. Opt. Express 2009, 17, 22767.
doi: 10.1364/OE.17.022767 pmid: 20052202 |
[2] |
Xu, Y.; Liu, X.; Cao, X.; Huang, C.; Liu, E.; Qian, S.; Liu, X.; Wu, Y.; Dong, F.; Qiu, C. W.; Qiu, J.; Hua, K.; Su, W.; Wu, J.; Xu, H.; Han, Y.; Fu, C.; Yin, Z.; Liu, M.; Roepman, R.; Dietmann, S.; Virta, M.; Kengara, F.; Zhang, Z.; Zhang, L.; Zhao, T.; Dai, J.; Yang, J.; Lan, L.; Luo, M.; Liu, Z.; An, T.; Zhang, B.; He, X.; Cong, S.; Liu, X.; Zhang, W.; Lewis, J. P.; Tiedje, J. M.; Wang, Q.; An, Z.; Wang, F.; Zhang, L.; Huang, T.; Lu, C.; Cai, Z.; Wang, F.; Zhang, J. The Innovation 2021, 2, 100179.
doi: 10.1016/j.xinn.2021.100179 |
[3] |
Liu, G.; Wang, T. Acta Chim. Sinica 2017, 75, 1029. (in Chinese)
doi: 10.6023/A17060259 |
(柳冈, 王铁, 化学学报, 2017, 75, 1029.)
doi: 10.6023/A17060259 |
|
[4] |
Ma, Y.; Chen, K.; Guo, Z.; Liu, S.; Zhao, Q.; Wong, W. Y. Acta Chim. Sinica 2020, 78, 23. (in Chinese)
doi: 10.6023/A19110407 |
(马云, 陈可欣, 郭则灵, 刘淑娟, 赵强, 黄维扬, 化学学报, 2020, 78, 23.)
doi: 10.6023/A19110407 |
|
[5] |
Zidan, M. A.; Strachan, J. P.; Lu, W. D. Nat. Electron. 2018, 1, 22.
doi: 10.1038/s41928-017-0006-8 |
[6] |
Service, R. F. Science 2014, 345, 614.
doi: 10.1126/science.345.6197.614 pmid: 25104367 |
[7] |
Merolla, P. A.; Arthur, J. V.; Alvarez-Icaza, R.; Cassidy, A. S.; Sawada, J.; Akopyan, F.; Jackson, B. L.; Imam, N.; Guo, C.; Nakamura, Y.; Brezzo, B.; Vo, I.; Esser, S. K.; Appuswamy, R.; Taba, B.; Amir, A.; Flickner, M. D.; Risk, W. P.; Manohar, R.; Modha, D. S. Science 2014, 345, 668.
doi: 10.1126/science.1254642 pmid: 25104385 |
[8] |
Kuzum, D.; Yu, S.; Wong, H. P. Nanotechnology 2013, 24, 382001.
doi: 10.1088/0957-4484/24/38/382001 |
[9] |
Drachman, D. A. Neurology 2005, 64, 2004.
pmid: 15985565 |
[10] |
Bian, Y.; Liu, K.; Guo, Y.; Liu, Y. Acta Chim. Sinica 2020, 78, 848. (in Chinese)
doi: 10.6023/A20050197 |
(边洋爽, 刘凯, 郭云龙, 刘云圻, 化学学报, 2020, 78, 848.)
doi: 10.6023/A20050197 |
|
[11] |
Huang, X.; Guo, Y.; Liu, Y. Chem. Commun. 2021, 57, 11429.
doi: 10.1039/D1CC04447H |
[12] |
Wang, S.; Dong, X.; Xiong, Y.; Sha, J.; Cao, Y.; Wu, Y.; Li, W.; Yin, Y.; Wang, Y. Adv. Electron. Mater. 2021, 7, 2100014.
doi: 10.1002/aelm.202100014 |
[13] |
Lee, T. H.; Hwang, H. G.; Woo, J. U.; Kim, D. H.; Kim, T. W.; Nahm, S. ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 25673.
doi: 10.1021/acsami.8b04550 |
[14] |
Suri, M.; Bichler, O.; Hubert, Q.; Perniola, L.; Sousa, V.; Jahan, C.; Vuillaume, D.; Gamrat, C.; Desalvo, B. Solid State Electron. 2013, 79, 227.
doi: 10.1016/j.sse.2012.09.006 |
[15] |
Chen, C.; Zhu, J. Y.; Chen, Y. Q.; Wang, G. X. J. Alloys Compd. 2022, 892, 162148.
doi: 10.1016/j.jallcom.2021.162148 |
[16] |
Wu, X.; Dai, D.; Ling, Y.; Chen, S.; Huang, C.; Feng, S.; Huang, W. ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 30627.
doi: 10.1021/acsami.0c05809 |
[17] |
Dai, S.; Wang, Y.; Zhang, J.; Zhao, Y.; Xiao, F.; Liu, D.; Wang, T.; Huang, J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 39983.
doi: 10.1021/acsami.8b15063 |
[18] |
Dai, S.; Wu, X.; Liu, D.; Chu, Y.; Wang, K.; Yang, B.; Huang, J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 21472.
doi: 10.1021/acsami.8b05036 |
[19] |
Chen, H.; Lv, L.; Wei, Y.; Liu, T.; Wang, S.; Shi, Q.; Huang, H. Cell Rep. Phys. Sci. 2021, 2, 100507.
|
[20] |
Zhang, Q.; Ye, X.; Zheng, Y.; Wang, Y.; Li, L.; Gao, Z.; Wu, J.; Dong, H.; Geng, D.; Hu, W. J. Mater. Chem. C 2022, 10, 2681.
doi: 10.1039/D1TC02284A |
[21] |
Wang, X.; Yan, Y.; Li, E.; Liu, Y.; Lai, D.; Lin, Z.; Liu, Y.; Chen, H.; Guo, T. Nano Energy 2020, 75, 104952.
doi: 10.1016/j.nanoen.2020.104952 |
[22] |
Dai, S.; Zhao, Y.; Wang, Y.; Zhang, J.; Fang, L.; Jin, S.; Shao, Y.; Huang, J. Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1903700.
doi: 10.1002/adfm.201903700 |
[23] |
Wang, Y.; Zhu, Y.; Li, Y.; Zhang, Y.; Yang, D.; Pi, X. Adv. Funct. Mater. 2021, 32, 2107973.
doi: 10.1002/adfm.202107973 |
[24] |
Li, Y.; Wang, Y.; Yin, L.; Huang, W.; Peng, W.; Zhu, Y.; Wang, K.; Yang, D.; Pi, X. Sci. China Inf. Sci. 2021, 64, 162401.
doi: 10.1007/s11432-020-3035-8 |
[25] |
Wu, F. C.; Li, P. R.; Lin, B. R.; Wu, R. J.; Cheng, H. L.; Chou, W. Y. ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 45822.
doi: 10.1021/acsami.1c12390 |
[26] |
Wu, R. J.; Hsu, Y. L.; Chou, W.; Cheng, H. L. J. Mater. Chem. A 2021, 9, 22522.
doi: 10.1039/D1TA05707C |
[27] |
Guo, C. F.; Ding, L. The Innovation 2021, 2, 100074.
doi: 10.1016/j.xinn.2020.100074 |
[28] |
Yin, Z.; Yin, M.; Liu, Z.; Zhang, A. P.; Zheng, Q. Adv. Sci. 2018, 5, 1701041.
doi: 10.1002/advs.201701041 |
[29] |
Shan, G.; Li, X.; Huang, W. The Innovation 2020, 1, 100031.
doi: 10.1016/j.xinn.2020.100031 |
[30] |
Yin, M.; Yin, Z.; Zhang, Y.; Zheng, Q.; Zhang, A. P. Nano Energy 2019, 58, 96.
doi: 10.1016/j.nanoen.2019.01.032 |
[31] |
Liu, Z.; Yin, Z.; Wang, J.; Zheng, Q. Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1806092.
doi: 10.1002/adfm.201806092 |
[32] |
Jiang, Y.; Liu, Z.; Yin, Z.; Zheng, Q. Mater. Chem. Front. 2020, 4, 1459.
doi: 10.1039/D0QM00062K |
[33] |
Savenije, T. J.; Kroeze, J. E.; Yang, X.; Loos, J. Thin Solid Films 2006, 511-512, 2.
doi: 10.1016/j.tsf.2005.12.123 |
[34] |
Wadsworth, A.; Chen, H.; Thorley, K. J.; Cendra, C.; Nikolka, M.; Bristow, H.; Moser, M.; Salleo, A.; Anthopoulos, T. D.; Sirringhaus, H.; Mcculloch, I. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 652.
doi: 10.1021/jacs.9b09374 pmid: 31851506 |
[35] |
Fang, L.; Dai, S.; Zhao, Y.; Liu, D.; Huang, J. Adv. Electron. Mater. 2020, 6, 1901217.
doi: 10.1002/aelm.201901217 |
[36] |
Wang, K.; Dai, S.; Zhao, Y.; Wang, Y.; Liu, C.; Huang, J. Small 2019, 15, 1900010.
doi: 10.1002/smll.201900010 |
[37] |
Hou, Y. X.; Li, Y.; Zhang, Z. C.; Li, J. Q.; Qi, D. H.; Chen, X. D.; Wang, J. J.; Yao, B. W.; Yu, M. X.; Lu, T. B.; Zhang, J. ACS Nano 2021, 15, 1497.
doi: 10.1021/acsnano.0c08921 pmid: 33372769 |
[38] |
Kwon, S. M.; Kwak, J. Y.; Song, S.; Kim, J.; Jo, C.; Cho, S. S.; Nam, S. J.; Kim, J.; Park, G. S.; Kim, Y. H.; Park, S. K. Adv. Mater. 2021, 33, 2105017.
doi: 10.1002/adma.202105017 |
[39] |
Yang, Q.; Yang, H.; Lv, D.; Yu, R.; Li, E.; He, L.; Chen, Q.; Chen, H.; Guo, T. ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 8672.
doi: 10.1021/acsami.0c22271 |
[40] |
Wang, H.; Zhao, Q.; Ni, Z.; Li, Q.; Liu, H.; Yang, Y.; Wang, L.; Ran, Y.; Guo, Y.; Hu, W.; Liu, Y. Adv. Mater. 2018, 30, 1803961.
doi: 10.1002/adma.201803961 |
[1] | 刘丽萱, 杨扬, 魏志祥. 手性有机光电功能材料及其圆偏振光发射与探测[J]. 化学学报, 2022, 80(7): 970-992. |
[2] | 李善武, 朱陈宇杰, 罗尹豪, 张亚茹, 滕汉明, 王宗瑞, 甄永刚. 酰胺与酰亚胺类n型有机半导体材料的研究进展[J]. 化学学报, 2022, 80(12): 1600-1617. |
[3] | 边洋爽, 刘凯, 郭云龙, 刘云圻. 功能性可拉伸有机电子器件的研究进展[J]. 化学学报, 2020, 78(9): 848-864. |
[4] | 侯斌, 李晶, 辛涵申, 杨笑迪, 高洪磊, 彭培珍, 高希珂. 芳基桥联的二薁二酰亚胺的设计合成及场效应晶体管性能研究[J]. 化学学报, 2020, 78(8): 788-796. |
[5] | 薄一凡, 刘玉玉, 常永正, 李银祥, 张效霏, 宋春元, 许卫锋, 曹洪涛, 黄维. 环状芴基张力半导体拉曼光谱理论与实验研究[J]. 化学学报, 2019, 77(5): 442-446. |
[6] | 赵帅, 朱荣. 多感知集成的柔性电子皮肤[J]. 化学学报, 2019, 77(12): 1250-1262. |
[7] | 刘晔, 袁俊, 邹应萍, 李永舫. 呋喃稠环类共轭有机分子和聚合物研究进展[J]. 化学学报, 2017, 75(3): 257-270. |
[8] | 杨宁, 乔小兰, 房忍忍, 陶竞炜, 郝健, 李洪祥. 含有酰亚胺结构单元的氮杂和硫杂稠五环分子的合成与性能研究[J]. 化学学报, 2016, 74(4): 335-339. |
[9] | 桑明, 曹四振, 赖文勇, 黄维. 柔性链在调控有机半导体光电性能中的应用[J]. 化学学报, 2015, 73(8): 770-782. |
[10] | 吴君辉, 袁艺, 高明圆, 王哲, 江雷. 溶剂蒸汽退火法制备有机小分子半导体单晶[J]. 化学学报, 2015, 73(1): 23-28. |
[11] | 朱敏亮, 罗皓, 王丽萍, 于贵, 刘云圻. 含杂原子的并五苯类似物合成及场效应性能研究[J]. 化学学报, 2012, 70(15): 1599-1603. |
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