新技术在水溶液中精确掺杂有机半导体

研究示意图。图片来源：日本国立材料科学研究所

由日本国立材料科学研究所、东京大学和东京科学大学组成的研究团队，首次开发出能在水溶液中精确掺杂有机半导体的技术。最新技术不需要在真空中使用特殊设备获得氮气环境，有望给半导体领域带来全新突破，并在医疗保健和生物传感领域找到用武之地。相关论文发表于最新一期《自然》杂志。

在最新研究中，科学家开发出一种新型化学掺杂技术。利用苯醌和对苯二酚在环境条件下的水溶液中进行氧化还原反应，其速率可由溶液的酸度控制（光合作用中的电子传输链也存在这种机制）。

该团队通过将有机半导体薄膜浸入含有苯醌、对苯二酚和疏水离子的水溶液中，实现了有机半导体薄膜的化学掺杂。他们通过改变溶液的pH值准确控制掺杂水平，从而生产出具有宽电导率范围的半导体。

研究人员指出，柔韧且轻质的有机半导体适合用作喷墨打印和其他低成本打印工艺的材料。最新化学掺杂技术有望促进柔性有机膜器件的工业生产，可在传感器、电子电路、显示器和太阳能电池等领域“大显身手”。最新技术也验证了薄膜pH传感器这一概念，未来有望应用于医疗保健和生物传感领域。