基于晶體管的傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、小型化等優(yōu)點，在疾病檢測和健康監(jiān)測等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景？鐚Вgm）反映了器件的放大能力及靈敏度，是評價傳感器性能的重要指標。為了提高跨導，通常采取的優(yōu)化策略是增大器件尺寸（例如，溝道寬度（W）等）。然而，在生物傳感器尤其是體內(nèi)傳感中，尺寸不宜過大，減小器件尺寸對于最大限度減少組織損傷至關(guān)重要。因此，綜合考慮器件尺寸與gm，才能準確評價生物傳感器的性能。他們提出面積歸一化跨導（gm,A，gm,A = gm/WL）可以作為更全面評估晶體管生物傳感器性能的指標。
近年來，有機電化學晶體管（OECT）因其高gm、低工作電壓和良好的生物相容性受到廣泛關(guān)注。然而，n型OECT的性能和穩(wěn)定性遠遠落后于p型OECT，限制了其在互補邏輯電路和生物傳感器中的應(yīng)用。盡管通過分子設(shè)計可有效提高材料性能，但未能解決器件穩(wěn)定性差的難題，且設(shè)計合成新的高分子往往需要復雜的合成步驟和高昂的成本。因此，亟需開發(fā)一種簡單通用的方法來提高OECT器件的性能及穩(wěn)定性，促進其在生物傳感中的應(yīng)用。
圖4. BBL纖維OECT傳感器的工作原理及性能
圖5. 纖維互補邏輯電路示意圖及其性能
這項工作實現(xiàn)了在超穩(wěn)定纖維有機電化學晶體管加工策略上的突破，并展示了該器件在生物傳感器及邏輯電路方面的應(yīng)用。該工作以“Ultrastable N-Type Semiconducting Fiber Organic Electrochemical Transistors for Highly Sensitive Biosensors”題發(fā)表在《Advanced Materials》上，博士后王秀博士是本文第一作者，張志副研究員和雷霆研究員是本文的通訊作者。
本文感謝香港浸會大學Shu-Jen Wang教授的幫助。該工作得到了國家自然科學基金，國家重點研發(fā)計劃項目，北京大學高性能計算平臺，北京大學化學與分子工程學院分子材料與納米加工實驗室（MMNL）儀器平臺，上海同步輻射光源等的支持。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202400287
課題組介紹
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- 青島大學夏延致/張克偉教授 Mat. Sci. Eng. R：海藻纖維錨定導電配位聚合物實現(xiàn)超穩(wěn)定的光熱協(xié)同傳感 2024-09-07
- 浙江大學高超教授等 AFM：面向極端熱管理的雙向高導熱且結(jié)構(gòu)超穩(wěn)定的石墨烯基厚膜 2024-03-23
- 華南理工大學郭子豪團隊 Angew：供體工程構(gòu)建高性能、高操作穩(wěn)定性的n型有機電化學晶體管材料 2025-07-21
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- 深圳技術(shù)大學史濟東等 Carbon：基于石墨烯-納米纖維素復合薄膜的自修復應(yīng)變/濕度雙模傳感器的設(shè)計及在可穿戴呼吸監(jiān)測的應(yīng)用 2025-05-28
