三院院士，迟力峰教授团队最新AFM

第一作者：Di Xue

通讯作者：迟力峰，黄丽珍，Zi Wang

通讯单位：苏州大学

论文速览

负光电导（NPC）光晶体管，指的是在光照下光电流减少的晶体管，有潜力革新涉及光的光电子应用，例如光电子逻辑电路和视觉神经模拟。目前，实现NPC需要复杂的材料设计或界面结构构建。然而，对NPC行为进行精确控制仍然是一个重大挑战。本研究提出了一种简单而有效的策略，通过双极性传输调制实现了有机场效应晶体管中的可控负光电导（NPC）响应。由于p-n异质结构有机场效应晶体管（OPTs）的栅极电场与激子解离方向相反，主半导体通道（n型或p型）在光照下表现出NPC行为。

此外，由于p型和n型层的不同光吸收特性，该机制还导致了波长选择性NPC响应，为高对比度成像传感和信息加密等应用提供了可能性。通过结合负光电导和正光电导以及波长选择性响应，成功实现了高对比度图像传感、信息加密和解密以及光电子逻辑电路设计。

图文导读

图1：有机光晶体管的器件配置和光电特性。

图2：F16CuPc基OPTs的输出特性和光电流响应。

图3：界面特性和NPC效应分析。

图4：不同厚度p-7P薄膜上F16CuPc薄膜的光电子特性。

图5：BP2T/F16CuPc OPTs和PTCDI-C13/VOPc OPTs的光电特性。

图6：通过动态光写入-存储-擦除过程实现成像记录。

图7：PPC和NPC OPTs的瞬态电流响应及信息处理。

总结展望

本研究通过双极性传输调制实现了有机场效应晶体管的可控负光电导响应，为开发新型多功能光电子设备提供了新途径。通过改变p-n异质结构的组成和组合，验证了该机制的普适性。

此外，由于异质结构层的不同光吸收特性，实现了波长选择性NPC响应，为高对比度成像、信息加密和光电子逻辑电路设计等应用提供了新的可能性。研究中展示的数据，如光电响应性、光敏度、响应度和特定检测性等，均优于以往报道的n型有机薄膜晶体管，显示了该策略的巨大潜力。

文献信息

标题：Boosting Bidirectional Photoresponse with Wavelength Selectivity through Ambipolar Transport Modulation

期刊：Advanced Functional MaterialsDOI：10.1002/adfm.202402884