聚合物半導(dǎo)體的納米分辨摻雜可以克服尺寸限制，以創(chuàng)建高度集成的柔性電子產(chǎn)品，但由于摻雜劑的各向同性擴(kuò)散，仍然是一個(gè)基本挑戰(zhàn)。
近日，中科院化學(xué)所Chong-an Di，國(guó)科大Fengjiao Zhang報(bào)道了一種實(shí)現(xiàn)聚合物半導(dǎo)體納米級(jí)離子注入式電化學(xué)摻雜的通用方法。
文章要點(diǎn)
1）這種方法涉及將反離子電遷移限制在由室溫離子液體和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度絕緣聚合物組成的玻璃狀電解質(zhì)內(nèi)。通過(guò)精確調(diào)節(jié)電解質(zhì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）和工作溫度（T），研究人員構(gòu)建了高度局部化的電場(chǎng)分布，并實(shí)現(xiàn)了幾乎垂直于納米尖端電極的各向異性離子遷移。
2）受限摻雜可產(chǎn)生 56 nm 的出色分辨率，橫向延伸摻雜長(zhǎng)度低至 9.3 nm。研究人員揭示了摻雜分辨率對(duì)溫差 (Tg?T) 的普遍指數(shù)依賴(lài)性，可用于描述幾乎無(wú)限的聚合物半導(dǎo)體的摻雜分辨率。
3）此外，研究人員還展示了其在一系列聚合物電子器件中的應(yīng)用，包括性能增強(qiáng) 200% 的有機(jī)晶體管和無(wú)縫結(jié)寬度 <100nm 的橫向 p-n 二極管。結(jié)合納米級(jí)摻雜可擴(kuò)展性的進(jìn)一步論證，這一概念有望為基于聚合物的納米電子學(xué)開(kāi)辟新的機(jī)遇。
參考文獻(xiàn)
Xiang, L., He, Z., Yan, C. et al. Nanoscale doping of polymeric semiconductors with confined electrochemical ion implantation. Nat. Nanotechnol. (2024).
DOI：10.1038/s41565-024-01653-x
https://doi.org/10.1038/s41565-024-01653-x
