有机电化学晶体管(OECT)是一种基于有机半导体薄膜的电子器件。有机电化学晶体管由栅极、漏极、源极组成,漏极、源极之间有一层有机半导体薄膜。
有机电化学晶体管是通过电场调控离子注入有机半导体薄膜,实现离子-电子耦合传输。有机混合离子电子导体(OMIEC)构成的沟道是有机电化学晶体管的核心,其能够传输电子和离子电荷,影响着有机电化学晶体管的电子、光学和机械特性。
根据结构不同,有机电化学晶体管分为纤维状、平面状有机电化学晶体管等。根据半导体材料不同,有机电化学晶体管分为n型、p型有机电化学晶体管。有机电化学晶体管性能优化主要体现在半导体材料的合成、器件几何结构的设计等方面,如功能化修饰、引入条纹微结构等。
根据新思界产业研究中心发布的《
2025-2030年有机电化学晶体管(OECT)行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,有机电化学晶体管具有低功耗、低操作电压、高跨导、柔韧性好等特点,在生物医学传感、神经形态计算、生物体液检测、生物电信号监测、神经系统模拟、可穿戴智能电子等领域具有广泛应用前景。
有机电化学晶体管具有广泛应用前景,近年来受到高度关注。根据中国科学院科技战略咨询研究院发布的《2024研究前沿》显示,有机电化学晶体管是化学与材料科学领域新兴前沿,核心论文平均出版年为2022年7月。
我国在化学与材料科学领域研究水平处于全球领先水平,其中有机电化学晶体管相关研究单位包括郑州大学、中国科学院大学、中科院长春应用化学研究所、西安交通大学等。中国科学院大学张凤娇课题组在国家自然科学基金委、中国科学院等支持下,提出了侧边离子注入辅助的离子电子混合传输调控策略,为高性能有机电化学晶体管构建提供了新思路。
有机电化学晶体管制备工艺涉及到光刻技术、印刷技术等,其中印刷技术包括丝网印刷、喷墨印刷、气溶胶喷涂、3D打印等,其中丝网印刷适用于大面积、批量化的有机电化学晶体管制备,3D打印适用于复杂结构的有机电化学晶体管定制化制备。
新思界
行业分析人士表示,有机电化学晶体管具有独特的离子-电子耦合传输机制,在生物医学传感、可穿戴智能电子等领域具有广阔应用前景。近年来,随着互联网医疗及在线医疗服务的快速发展,可穿戴生物电子器件需求日益攀升,有机电化学晶体管市场发展空间随之扩大。目前有机电化学晶体管研究在不断深入,随着制备工艺、结构设计持续优化,有机电化学晶体管将迎来更广阔发展空间。