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第一作者：Di Xue

通訊作者：遲力峰，黃麗珍，Zi Wang

通訊單位：蘇州大學

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負光電導（NPC）光晶體管，指的是在光照下光電流減少的晶體管，有潛力革新涉及光的光電子應用，例如光電子邏輯電路和視覺神經模擬。目前，實現NPC需要復雜的材料設計或界面結構構建。然而，對NPC行為進行精確控制仍然是一個重大挑戰。

本研究提出了一種簡單而有效的策略，通過雙極性傳輸調制實現了有機場效應晶體管中的可控負光電導（NPC）響應。由于p-n異質結構有機場效應晶體管（OPTs）的柵極電場與激子解離方向相反，主半導體通道（n型或p型）在光照下表現出NPC行為。

此外，由于p型和n型層的不同光吸收特性，該機制還導致了波長選擇性NPC響應，為高對比度成像傳感和信息加密等應用提供了可能性。通過結合負光電導和正光電導以及波長選擇性響應，成功實現了高對比度圖像傳感、信息加密和解密以及光電子邏輯電路設計。

圖文導讀

圖1：有機光晶體管的器件配置和光電特性。

圖2：F16CuPc基OPTs的輸出特性和光電流響應。

圖3：界面特性和NPC效應分析。

圖4：不同厚度p-7P薄膜上F16CuPc薄膜的光電子特性。

圖5：BP2T/F16CuPc OPTs和PTCDI-C13/VOPc OPTs的光電特性。

圖6：通過動態光寫入-存儲-擦除過程實現成像記錄。

圖7：PPC和NPC OPTs的瞬態電流響應及信息處理。

總結展望

本研究通過雙極性傳輸調制實現了有機場效應晶體管的可控負光電導響應，為開發新型多功能光電子設備提供了新途徑。通過改變p-n異質結構的組成和組合，驗證了該機制的普適性。

此外，由于異質結構層的不同光吸收特性，實現了波長選擇性NPC響應，為高對比度成像、信息加密和光電子邏輯電路設計等應用提供了新的可能性。研究中展示的數據，如光電響應性、光敏度、響應度和特定檢測性等，均優于以往報道的n型有機薄膜晶體管，顯示了該策略的巨大潛力。

文獻信息

標題：Boosting Bidirectional Photoresponse with Wavelength Selectivity through Ambipolar Transport Modulation

期刊：Advanced Functional Materials

DOI：10.1002/adfm.202402884

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