微型有机半导体赋能新一代柔性电子
场效应晶体管（FET）是现代电子设备的核心构建模块，如集成电路、计算机CPU和显示器背板。有机场效应晶体管（OFET）相较于硅等无机材料，具有柔性优势。
凭借高灵敏度、机械柔性、生物相容性、性能可调及低制造成本，OFET在可穿戴电子、贴合式健康监测传感器、可弯曲显示器等新应用中潜力巨大。设想可卷曲的电视屏幕；贴身穿戴的智能电子设备和服装，可采集人体生命体征实时生物反馈；由无害有机材料制成的微型机器人可在体内进行疾病诊断、靶向给药、微创手术等医疗应用。
长期以来，OFET性能提升和量产的主要瓶颈在于微型化难度。目前市场上基于OFET的产品在柔性和耐用性方面受限。
香港大学机械工程系陈国梁博士领导的工程团队在交错结构单层有机场效应晶体管方面取得重大突破，将大幅促进OFET尺寸缩小。
科学家在缩小OFET尺寸时面临的主要问题是：器件性能随尺寸减小显著下降。部分原因是接触电阻——界面处的电阻——阻碍电流流动。当器件尺寸缩小时，接触电阻成为主导因素，严重降低器件性能。
交错结构单层OFET展示了创纪录的低标准化接触电阻40 Ω·cm，而传统器件的接触电阻高达1000 Ω·cm。新器件可节省界面处96%的功率耗散，从而减少系统发热——这是导致半导体失效的常见问题。这将使OFET尺寸缩减至亚微米级别，与无机器件相当，同时保持有效功能并展现独特有机特性。“这对满足商业化要求至关重要，”陈博士表示。
这些OFET还具有更高的信噪比，能检测常规裸电极无法检测的微弱信号，用于传感应用。
柔性OFET可改变传统刚性设备，如显示面板、计算机和手机，使其变得柔性可折叠。未来设备也将更轻量、生产成本更低。
“此外，鉴于其有机本质，它们极可能具备生物相容性，适用于脑活动追踪或神经脉冲感测等先进医疗应用，以及癫痫等脑部疾病的精准诊断。”陈博士补充道。
陈博士团队目前正与港大医学院研究人员及城大生物医学工程专家合作，将微型化OFET集成到聚合物微探针的柔性电路上，用于小鼠大脑在不同外部刺激下的体内神经脉冲检测。他们还计划将OFET集成到导管等手术工具中，可插入动物大脑直接感测脑活动以定位异常。
传感器