晶体管涂料

一种新的聚合半导体被开发，并具有涂料般的特质（以及高电荷迁移性与可重复形态）。半导体是现代电子设备的基础，而有机半导体最近由于某些特质而进入人们的视线。由于聚合半导体廉价和易于生产的特征，以及使用其制造灵活轻质塑胶电子产品的潜能，电子行业受到人们的**************。这些聚合半导体可用于制造有机太阳能电池、发光二极管及晶体管。

匹兹堡Carnegie Mellon University的Toby Nelson及团队在发表于Advanced Materials的新研究中制造了一种创新型的有机半导体。该团队将其新创造称之为“晶体管涂料”。涂料由颜料颗粒组成，可分散在液体中，从而实现轻松涂抹。晶体管涂料由半导体颗粒组成，也可分散在溶液中，并应用至基板以便制造晶体管及其他有机电子设备。这种方法简单且成本低廉。

半导体的实际潜能要求半导体电子具备较高的传输速度或流动性。此前研究的具较高传输速度的有机半导体的结构通常为纳米纤维状，其中烷基链的细小纤维分出由芳香化合物组成的长平聚合物骨架。在这些材料中，聚合物骨架相互平行排列成平层后彼此堆叠。电子可很容易地使用纳米纤维作为邻接链之间的通路，这意味着纳米纤维半导体具有相对较高的电子迁移率。但这些相同的纳米纤维还防止了各层之间紧密压合，避免造成一些电子被困住，也使其难以多次恢复完全相同的分子结构。这些因素一起导致电子迁移性下降。

因此，为克服这些缺点，位于匹兹堡的团队开发出晶体管涂料。聚合物晶体管仍具有与此前的这些半导体类似的结构，但是不含纳米纤维。他们采用重复单元形成芳香链，每个芳香链都由两个分子组成。这些分子带较少的侧链，具有较强的电子供体及受体，且非常平坦。为了测试新半导体，Nelson及其团队采用晶体管涂料制造有机场效应晶体管，然后测试了这些设备的性能。他们发现尽管缺少纳米纤维通道，这些新的聚合物比此前研究的纳米纤维状半导体具更高的电荷迁移率，而且还能多次重复这种好的结果。

他们认为较高的电荷迁移率归因于电子供体/受体的强度及聚合物链条的平坦性。这两种特性导致停止结构内层状堆积。电荷迁移率的相应增加超过了对因缺乏纳米纤维所致降低量的弥补。此外，纳米纤维的抑制导致材料的颗粒形状。这样不仅导致结构的再现，并由此导致观测到的较高电荷迁移率的再现，而且还造成其涂料般的性质，从而使得这种新材料非常适合用于制造有机电子，且制造简便，成本低廉。

这种晶体管涂料势必引起一场轰动。