有機電化學晶體管(OECT)是一種基于有機半導體薄膜的電子器件。有機電化學晶體管由柵極、漏極、源極組成,漏極、源極之間有一層有機半導體薄膜。
有機電化學晶體管是通過電場調控離子注入有機半導體薄膜,實現離子-電子耦合傳輸。有機混合離子電子導體(OMIEC)構成的溝道是有機電化學晶體管的核心,其能夠傳輸電子和離子電荷,影響著有機電化學晶體管的電子、光學和機械特性。
根據結構不同,有機電化學晶體管分為纖維狀、平面狀有機電化學晶體管等。根據半導體材料不同,有機電化學晶體管分為n型、p型有機電化學晶體管。有機電化學晶體管性能優化主要體現在半導體材料的合成、器件幾何結構的設計等方面,如功能化修飾、引入條紋微結構等。
根據新思界產業研究中心發布的《
2025-2030年有機電化學晶體管(OECT)行業市場深度調研及投資前景預測分析報告》顯示,有機電化學晶體管具有低功耗、低操作電壓、高跨導、柔韌性好等特點,在生物醫學傳感、神經形態計算、生物體液檢測、生物電信號監測、神經系統模擬、可穿戴智能電子等領域具有廣泛應用前景。
有機電化學晶體管具有廣泛應用前景,近年來受到高度關注。根據中國科學院科技戰略咨詢研究院發布的《2024研究前沿》顯示,有機電化學晶體管是化學與材料科學領域新興前沿,核心論文平均出版年為2022年7月。
我國在化學與材料科學領域研究水平處于全球領先水平,其中有機電化學晶體管相關研究單位包括鄭州大學、中國科學院大學、中科院長春應用化學研究所、西安交通大學等。中國科學院大學張鳳嬌課題組在國家自然科學基金委、中國科學院等支持下,提出了側邊離子注入輔助的離子電子混合傳輸調控策略,為高性能有機電化學晶體管構建提供了新思路。
有機電化學晶體管制備工藝涉及到光刻技術、印刷技術等,其中印刷技術包括絲網印刷、噴墨印刷、氣溶膠噴涂、3D打印等,其中絲網印刷適用于大面積、批量化的有機電化學晶體管制備,3D打印適用于復雜結構的有機電化學晶體管定制化制備。
新思界
行業分析人士表示,有機電化學晶體管具有獨特的離子-電子耦合傳輸機制,在生物醫學傳感、可穿戴智能電子等領域具有廣闊應用前景。近年來,隨著互聯網醫療及在線醫療服務的快速發展,可穿戴生物電子器件需求日益攀升,有機電化學晶體管市場發展空間隨之擴大。目前有機電化學晶體管研究在不斷深入,隨著制備工藝、結構設計持續優化,有機電化學晶體管將迎來更廣闊發展空間。