作為推動物聯(lián)網(wǎng)和智能物品的“最核心”技術——柔性有機薄膜晶體管(OTFT)性能穩(wěn)定性機制研究獲重大突破。復旦大學信息科學與工程學院仇志軍副教授與劉冉教授領導的科研團隊，今天宣布“建立水氧電化學反應與有機薄膜載流子相互作用的統(tǒng)一理論模型”成果，該成果有望加速柔性電子在物聯(lián)網(wǎng)領域的大規(guī)模應用。相關論文發(fā)表在最新一期國際權威學術期刊《自然·通訊》上。

柔性電子技術具有特有的彎曲性和可延展性，能形成智能包裝、可穿戴健康護理產(chǎn)品等，成為促成物聯(lián)網(wǎng)普及和大規(guī)模應用的最核心技術。然而，截至目前，業(yè)界還沒有摸清柔性電子技術的最核心器件OTFT性能非穩(wěn)定性的本質(zhì)機理，成為了其大規(guī)模應用的障礙。

2008年起，復旦大學團隊聯(lián)合瑞典烏普薩拉大學和瑞典皇家理工學院，對OTFT展開研究。團隊發(fā)現(xiàn)，對采用碳納米管摻雜的有機半導體材料進行修飾，可成功將有機薄膜遷移率增加4個數(shù)量級，接近多晶硅水平，達到可實用量級。

經(jīng)反復研究論證，該團隊在國內(nèi)首次建立水氧電化學反應與有機薄膜載流子相互作用模型。研究發(fā)現(xiàn)，外界環(huán)境中的水和氧會與OTFT發(fā)生直接接觸。在分別施加正向電壓、反向電壓后，水氧電化學反應引發(fā)了“海綿效應”。也就是說，整個電流過程，猶如在一條不斷流動的小溪中投擲大量海綿。在正向電壓作用下，水分子和氧分子猶如海綿吸收水分后，束縛了“空穴”載流子，小溪近乎干涸而無水流流動;而施加反向電壓后，海綿猶如受到擠壓，水再次回到小溪，重新恢復流動。該統(tǒng)一理論模型不僅能解釋影響OTFT器件穩(wěn)定性的內(nèi)在機理，還能解釋碳納米管、石墨烯等具有高導電特性的薄膜器件，為OTFT大規(guī)模應用提供了理論依據(jù)。

OTFT已呈現(xiàn)出廣泛的應用前景。隨著物聯(lián)網(wǎng)基礎條件的不斷成熟，透明手機、折疊電視、可顯示新聞的車窗等或?qū)\而生，進入普通人的生活。