劉云圻院士團隊Adv.Mater.：可彎曲的高性能雙極性晶體管

　　有機場效應晶體管（OFETs）具有質量輕、可彎曲和可大面積溶液加工等特點，在柔性電子學和可穿戴器件方面具有廣闊的應用前景。高性能的有機半導體材料是OFET的核心組成部分以及OFET應用的基礎。其中，雙極性材料在制備低成本的互補金屬氧化物半導體（CMOS）電路中有重要的應用價值。

　　目前報道的大部分高性能有機半導體材料是p型或n型材料。針對高性能雙極性有機半導體缺乏的現狀和面臨的挑戰，中國科學院化學研究所的劉云圻院士課題組與華中科技大學的王帥教授課題組合作，在高性能雙極性聚合物半導體材料的研究領域取得了重要進展。基于經典的吡咯并吡咯二酮（DPP）受體，他們利用受體（DPP）二聚策略，首次報道了雙吡咯并吡咯二酮（2DPP）新型聚合物，系統研究了DPP和2DPP類聚合物的光學、電學及OFET性能的變化規律。

　　經典的DPP類材料以p型材料居多，主要歸因于該類材料具有較高的LUMO能級，不利于電子的注入。通過受體二聚策略合成的2DPP類聚合物材料，LUMO能級比DPP類聚合物的降低了0.1 eV，從而降低了電子的注入勢壘，使得2DPP類聚合物的電子遷移率得到了顯著的提升。其中P2DPP-BT相比PDPP-BT電子遷移率提升了180倍，由此證明受體二聚策略在改善材料電子遷移率方面具有良好的應用價值。為了充分發揮有機半導體材料的柔性優勢，OFET器件采用塑料基底，制備了可彎曲的柔性晶體管。基于P2DPP-TT構筑的柔性晶體管空穴和電子遷移率分別高達4.16和3.01 cm2?V–1?s–1，達到目前柔性雙極性晶體管的最好性能。在塑料基底上，基于P2DPP-TT構筑的反相器增益高達70，證明2DPP類材料將在柔性有機電路中具有較好的應用前景。

　　該工作報道的4個2DPP類聚合物均表現出優異的雙極性傳輸特性。平衡的雙極性證明了2DPP單體是一類優異的雙極性材料構筑單元。這一設計理念將對有機光電材料分子的設計和性能調控方面起到重要的影響。該工作發表在國際材料科學類頂級期刊Advanced Materials 上，楊杰（華中科技大學）和王翰林為本論文的并列第一作者，郭云龍研究員、王帥教授和劉云圻院士為本論文的通訊作者。