基于分子开关嵌入的有机肖特基势垒晶体管实现高开关比的新策略

来自某研究团队的研究人员针对有机晶体管开关比受限的问题，开展了分子开关嵌入有机肖特基势垒晶体管（OSBT）的研究。通过采用介电/金属/介电透明电极结构并集成二芳基乙烯（DAEs），实现了超过6.4×104的光编程开关比和100次稳定循环操作，为高性能光编程晶体管的发展提供了新思路。

　　

有机半导体研究正日益聚焦于开发多功能器件，利用其轻质、低成本制备和可调控光电特性等固有优势。在此背景下，分子开关——特别是二芳基乙烯（diarylethenes, DAEs）在晶体管中实现精确电流调制的探索引起了广泛关注。尽管分子开关的设计已得到深入研究，但晶体管结构的创新仍较为有限。本研究提出了一种新策略：利用有机肖特基势垒晶体管（organic Schottky barrier transistors, OSBTs）。这是一种有机垂直晶体管，其在导电沟道形成和电荷注入方面具有独特工作机制，相较于传统有机场效应晶体管（organic field-effect transistors, OFETs）表现出更优越的空穴捕获效率。通过引入介电/金属/介电透明电极以缓解光照射限制，我们成功将DAEs集成到OSBTs中，在30 wt%的DAE浓度下实现了超过6.4×10⁴的创纪录光编程开关比。研究进一步从物理机制角度解释了OSBTs相较于OFETs的优越性能，重点分析了其独特的栅极场效应。此外，器件在超过100次重复循环中保持了稳定的开关性能，展现出卓越的抗疲劳特性。这一创新架构为高性能光编程晶体管的发展开辟了新途径。