La détection de produits chimiques nocifs dans la protection de l'environnement, la sécurité alimentaire, médicale et de la santé, la production industrielle et la défense militaire et d'autres aspects sont cruciaux, et la lumière, la température et la perception sensible à la pression dans l'intelligence artificielle, l'interface homme-machine, robot intelligent, la peau électronique artificielle, équipement portatif, tel que l'avant-garde du domaine de la recherche scientifique est Le capteur basé sur le transistor d'effet de champ a la fonction de la détection et de l'amplification de signal, a les avantages de la portabilité simple, haute sensibilité et la sélectivité élevée, et certains matériaux semi-conducteurs organiques ont le potentiel de la biocompatibilité et la dégradation, de sorte que le capteur de transistor organique est très utile dans le domaine de la recherche scientifique et de l'application.
Professeur Jia de la science des matériaux et de l'ingénierie de notre école a fait une série de progrès importants dans les capteurs de transistors organiques et vert, biosécurité des dispositifs électroniques flexibles dans le national «jeunesse des milliers de personnes du programme», la Fondation de Shanghai science et technologie du projet de recherche, et la National Natural Sciences Foundation. Certains des résultats ont été publiés dans le journal de l'American Journal of Chemistry (Journal de la société américaine de chimie) Advanced Materials (Advanced Materials) Advanced Functional Materials (Advanced Functional (matériaux) «ACS nano» (ACS nano) et «Advanced Science» (Advance sciences), et d'autres périodiques de haut niveau internationaux bien connus.
Ces dernières années, le Dr Wu Xiaojin, professeur adjoint du groupe thématique, soutenu par le projet de la National Natural Science Foundation et le «programme de voile» du projet talent de la Commission scientifique de Shanghai, a publié plus de 10 Articles de science-fiction, dont certains ont été publiés dans les matériaux fonctionnels avancés par les premiers/commun auteurs de communication (Advanced Functional (2) sciences avancées (Advance Science) (2) et la revue de chimie des matériaux a (Journal des matières chimie a).
Pendant la recherche et le développement des capteurs chimiques des transistors organiques, la détection des gaz et des liquides a été réalisée successivement, mais la détection rapide et directe des échantillons de poudre solide n'a pas été réalisée. La détection des produits chimiques nocifs dans les poudres solides, telles que la détection rapide et directe de la mélamine dans le lait en poudre, a une grande signification scientifique et une valeur d'application. Un nouveau type de capteur (Fig 1) est conçu et fabriqué sur la base de la structure de diode organique Jia-Side, qui réalise la détection sensible des produits chimiques solides de trace dans les échantillons de poudre, et peut effectivement détecter la faible concentration de mélamine en poudre solide qui est beaucoup plus faible que notre norme de salubrité des aliments après contact avec des échantillons. Les résultats ont été récemment publiés dans le journal international de haut niveau de la chimie, le Journal of American Chemistry [Journal de l'American Chemical Society (2017) 139, 12366. facteur d'impact 13,9].
Figure 1. Un nouveau type de matériel de composant et schéma de dispositif du capteur basé sur la structure de diode latérale
Le groupe de projet a également conçu le trou de micro-na a le détecteur de gaz de transistor d'effet d'aéroport, utilisant la molécule de gaz et le mécanisme d'interaction rapide de canal conducteur de transistor d'effet de champ, améliorent sensiblement la sensibilité du capteur. La sensibilité à la réponse de l'ammoniac est de plus de 340%%/ppm), ce qui peut montrer une réponse évidente à la concentration d'ammoniac de moins d'un-, et sa limite de détection est le record le plus élevé des dispositifs similaires publiés dans le papier, les résultats publiés dans le domaine des matériaux, la célèbre revue Advanced Materials fonctionnelle Matériaux. (2017) 27 1700018. Facteur d'impact 12,1]. en outre, le groupe a également collaboré avec le Collège environnemental Li pour assurer un suivi efficace des très faibles concentrations de sous-produits de désinfection dans l'eau potable, qui a été récemment publiée dans la revue de chimie des matériaux (Journal de la chimie des matières a. (2017) 5, 4842. facteur d'influence 8,9].
Dans le domaine de la recherche de capteurs photosensibles, le groupe jaune-bon a préparé avec succès des transistors photosensibles organiques (Fig 2) en utilisant les propriétés des points quantiques pérovskite inorganiques et des composites organiques semi-conducteurs, qui peuvent simultanément présenter plus de 10 000 a/W de réponse optique, plus grande que la limite de détection optique 1014Jone, et une excellente stabilité, Il a été réalisé que le multi paramètre collaborative haute performance est difficile à obtenir dans la recherche précédente, et les résultats de la recherche ont juste été des matériaux de pointe dans le domaine des matériaux [Advanced Materials.] (2017) accepté, doi: 1002/ADMA. 201704062. Facteur d'impact 19,8] Receive.
Figure 2. Transistors photosensibles à base de points quantiques pérovskite inorganiques et composites organiques semi-conducteurs
Grâce à l'intercalation de groupe organique et à la régulation de la structure moléculaire des semi-conducteurs, un capteur photosensible avec une longueur d'onde de réponse accordable est préparé par la méthode de solution à faible coût, et les résultats correspondants sont publiés dans les documents d'application ACS et l'interface [ACS SmartFactory ™ Materials & interfaces.] (2016) 8 25660. facteur d'impact 7,5]. et a été invité à rédiger un examen du domaine des capteurs photosensibles, le document publié dans le domaine des matériaux, "Advanced science" [sciences avancées.] (2017) accepté, doi: 1002/ADVS 201700256. Facteur d'impact 9,0].
L'effet de charge de l'interface de la couche diélectrique/semi-conducteur est largement existé dans le transistor à effet de champ, qui affecte généralement négativement les performances de l'appareil. Le professeur Jia, cependant, utilise cet effet d'interface, qui est souvent considéré comme un effet négatif, pour améliorer la sensibilité de l'appareil, et a préparé une excellente performance de la peau artificielle électronique avec la performance de détection de température, les résultats de la recherche sont rapportés dans les matériaux fonctionnels avancés [Advanced matériaux fonctionnels.] (2015) 25 2138. Facteur d'impact 12,1]. après que le groupe de travail a préparé un capteur photosensible basé sur l'effet d'interface, les résultats ont été publiés en science avancée [Advance sciences.] (2016) 1500435. [facteur d'impact 9,0]. le Prof. Jia a précédemment collaboré avec l'Université du Maryland pour la préparation de dispositifs électroniques souples et biodégradables utilisant des matériaux de biomasse combinés à des semi-conducteurs organiques, dont les résultats ont été publiés dans le nano ACS. (2013) 7 2106. Facteur d'impact 13,9]. la récente équipe spéciale Jia utilise la biosécurité, l'acide poly-lactique vert biodégradable et la solution composite de semi-conducteurs organiques solubles par la méthode d'impression à jet d'encre pour préparer le dispositif, la plus grande zone d'interface rend ce dispositif flexible imprimé a une performance photosensible plus forte, les résultats pertinents publiés dans les matériaux fonctionnel Matériaux fonctionnels avancés. (2017) 27 1604163. Facteur d'impact 12,1]. bien que la souplesse et la biosécurité globales de l'appareil aient été données, l'effet de la charge de l'interface de couche a été amplifié et les performances de détection de l'appareil ont été considérablement améliorées, ce qui pourrait être appliqué à la perception de la température de la peau artificielle et à la perception visuelle de l'intelligence artificielle (Fig. Dans cet article, le mécanisme de l'effet de charge interfaciale est également étudié en profondeur, et la direction et la stratégie de la conception de ce type de capteur sont mis en avant, et les résultats correspondants ont juste été "Science avancée" [Advance sciences.] (2017) accepté, doi: 1002/ADVS 201700442. Facteur d'impact 9,0] Receive. Le Dr Wu Xiaojin, professeur adjoint de l'équipe spéciale, est le premier auteur ou co-auteur de cette partie du travail de recherche photosensible du capteur thermosensible.
Fig. 3. capteur de transistor organique photosensible thermosensible flexible à base de couche diélectrique/effet d'interface de couche semi-conducteur
Cette série de travaux fournit de nouvelles stratégies et des idées pour le développement et l'optimisation des capteurs de transistors organiques, et élargit la gamme d'applications de ces dispositifs.
