論文標題：All-Solution-Processed, All-Organic Flexible Transistor and Circuit Based on Dry-Transfer Polymer Films
作者列表：Shanlei Guo, Jing Sun, Xue Wang, Yanhong Tong, Qingxin Tang, and Yichun Liu
DOI:10.1002/aelm.202400317
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/aelm.202400317
研究背景
有機薄膜晶體管（Organic thin film transistors, OTFTs）作為有機電子學的核心器件之一，在柔性/可拉伸電子領域具有廣泛的應用前景，包括植入醫療、電子皮膚、柔性顯示以及人工智能等領域。其中有機材料的低成本、低溫和可大面積溶液法制備的特點對于未來OTFTs的成功商業化至關重要。然而，目前報道的OTFTs并不能完全由溶液法構筑或者其中的某一組分不是有機材料，這將會降低溶液處理OTFT的優勢，特別是在器件柔性、成本效益控制和生物相容性方面。有機薄膜逐層沉積的過程中，有機溶劑會造成功能層之間界面的損傷以及材料的選擇。除此之外，有機半導體材料在輻射或惡劣環境中容易受到損傷，使得高精度圖案化電極的商業化光刻法難于應用到OTFTs的構筑中。因此，探索新的策略對于充分發揮有機材料的優勢以及兼容成熟的各組分先進制備技術來構筑OTETs器件具有重要的科學意義。
文章概述
近日，由東北師范大學物理學院紫外光發射材料與技術教育部重點實驗室的湯慶鑫教授、童艷紅課題組提出了一種分離制備-干法轉印迭合的策略，該策略與晶體管中的各種商業材料和先進制造技術完全兼容，并且能夠集成多功能的組分構筑復雜的全有機電子器件。該策略基于分離制備的思想，而后通過干法剝離轉印的手段，避免有機功能材料在全溶液制備過程中相互溶解、界面污染以及與先進的制備技術不兼容的問題。利用該策略構筑的全有機TFTs中觀察到優異的機械穩定性、良好的操作、高精度的電極圖案和出色的一致性。此外，基于此策略的全有機互補反相器的增益值能夠達到11.2，在空氣中30天內性能穩定。該工作提供了一種通用的、無需溶液的轉移和層壓策略，以制造高精度、全溶液處理、全有機器件，充分發揮有機材料在未來多層功能、商業化和工業化柔性電子產品中的巨大優勢。
圖文導讀
圖1 a. 全有機FET的制造策略。b. 層壓在SEBS層的柵電極的光學顯微鏡圖像。c. 層壓在半導體層上的PDMS/PPy/SEBS的光學顯微鏡圖像。d. 通道的光學顯微鏡圖像。
圖2 a. 全有機柔性TFT可以緊密地貼合在3D曲面。b、c. 全有機TFT的典型傳輸和輸出曲線。d. 20個OTFTs中的遷移率和開關比分布。e. 器件的彎曲示意圖。f、g. 場效應性能彎曲次數的關系。h. 全有機TFTs的循環穩定性。
圖3 a. 基于分離制備-轉印迭合策略構筑全有機互補反相器的示意圖。b. 3D曲面上全有機互補反相器的照片。c. 電壓傳遞曲線（插圖為全有互補反相器的示意圖）和d. 全有機互補反相器在VDD=40V時的增益。e. 全有機互補反相器的動態穩定。f. 全有機互補反相器增益值與時間的關系。
結論
該工作提出一種通用的、分離制備、無溶液的轉移和迭層策略，用于實現全溶液有機柔性TFT的構筑。該策略與有機晶體管中的所有有機材料和先進制造技術兼容。柔性TFT在循環過程中表現出穩定的運行和機械柔性。更重要的是，分離制備-干法剝離迭合的策略在集成不同功能層構筑全溶液全有機互補反相器方面表現出了出色的實用性。全有機互補反相器在空氣中顯示出11.2的高增益值和30天的穩定性。這項工作對未來復雜、多層功能和低溫加工的可穿戴全有機電子產品的制造具有一定的參考和借鑒意義。
期刊簡介
期刊Advanced Electronic Materials重點發表物理：應用、材料科學：綜合、納米科技相關方向的文章。
該期刊是一個跨學科論壇，在材料科學，物理學，電子和磁性材料工程領域進行同行評審，高質量，高影響力的研究。除了基礎研究外，它還包括電子和磁性材料、自旋電子學、電子學、器件物理學和工程學、微納機電系統和有機電子學的物理和物理性質的研究。期刊最新引文指標為0.9，最新影響因子為5.3（2023）。
