有机场效应晶体管(OFETs)是以有机分子或聚合物半导体材料作为有源层的电子器件。与传统无机半导体器件相比，由于其可以低温制备，能与柔性衬底兼容，有可能采用Roll-to-roll的工艺大规模生产制备等优势而被人们广泛关注并研究，未来在柔性高清平板显示、可穿戴电子设备、白光照明、太阳能电池、光电探测、压力传感、电子纸、存储与射频识别标签等众多领域具有潜在而广泛的应用前景。如何进一步提升有机半导体材料器件的性能及揭示构效关系和内在的物理化学机制，对指导新型器件开发及性能的提升具有非常重要的意义。最近，江潮课题组在器件结构制备与分析、机理研究、器件应用等方面取得了一系列的研究成果（Adv. Mater. 2016, 28, 8051; Organic Electronics, 2016, 1566; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8, 30920; Cryst. Growth Des. 2016, 16, 2624; Nanotechnology, 2016, 27, 275202; RSC Adv., 2016, 6, 50770; Materials Letters, 2016, 166, 227）。

        1、提出了采用籽晶辅助法原位制备超薄二维Pentacene分子单晶体的实验技术方案，通过优化制备工艺，得到横向尺寸达几十微米，厚度仅为数十纳米的超薄完整单晶。结合原位工艺技术制备得到晶体管器件，解决了传统单晶器件制备过程中由转移带来的界面质量差的关键技术问题，器件场效应迁移率得到成倍的提升。2、系统研究了不同修饰层对模型分子3,6-二甲基-2,7-二苯基-8a,10a-二氢异苯并吡喃[7,8,1-def]苯并吡喃（DMDPC）初始层生长形貌的影响。确认了其螺旋岛状生长的特性及分子堆垛模式。初步建立有机分子螺旋生长模式的位错模型，提出在低过饱和度条件下，即沉积速率低、衬底温度高的条件下，初始生长层的晶界处产生位错台阶，薄膜遵循螺位错驱动的螺旋生长模式。3、利用范德华外延生长技术，合成了位置和晶体取向可控的高性能二维PbS纳米片，制备的红外探测器件显示出优异的性能。首次发现利用范德华外延技术和边缘接触（edge contacting）实现非层状2D半导体阵列的可控合成和高性能红外探测。4、为提高基于有机、无机半导体材料的光敏特性，设计并制备了有机、无机杂化的C8BTBT/钙钛矿、MoS₂/钙钛矿异质结构晶体管。器件的光电探测器能力得到显著增强，可与基于无机半导体的光电晶体管相媲美，另外器件也表现出快速的响应时间和强的栅极调制能力。

图1 (a) 纳米籽晶辅助PVT生长超薄二维Pentacene分子单晶示意图；(b) Pentacene单晶场效应晶体管器件

图2 CVD方法合成的二维PbS纳米片阵列