一种超低电压电化学有机发光晶体管

韩国首尔国立大学科学家开发出一种超低电压电化学有机发光晶体管，将信号处理、存储与发光功能集于一体。这一突破为实现可人机实时互动的可穿戴电子设备开辟了新方向，相关论文发表于新一期《自然·材料》杂志。

研究示意图

有机发光晶体管（Organic Light-Emitting Transistor，OLET），又称有机发光敏晶体管，是一种集成有机场效应晶体管开关功能与有机发光二极管发光特性的光电集成器件。其采用多层半导体材料结构，包含P沟道、发光层和N沟道层，通过分离发光区域与电荷流动避免光子损失，发光效率可达OLED的2倍。该器件无需额外开关元件即可独立构成有源矩阵，适用于硅、玻璃、塑料等多种基板集成。

有机发光晶体管在下一代可穿戴电子产品中具有巨大潜力。但传统有机晶体管采用横向电极结构，电极间距较长且电子注入势垒较大，通常需要在80伏至180伏的高电压下才能工作。即便采用电化学离子掺杂来降低工作电压，也需超过3.5伏，且发光区狭窄、不稳定，难以在真实显示器和智能可穿戴系统中实际应用。

为破解这一难题，团队开发出一款超低压电化学有机发光晶体管，在单个器件中融合了信号处理、存储与发光三大功能。

测试结果显示，新器件在低于3.5伏的电压下可稳定发光，同时实现了宽而稳定的发光区域。该器件还展现出信号处理与存储特性：在重复刺激下能够累积响应并保持一段时间。在仅用两节1.5伏电池驱动的柔性可穿戴显示系统中，其性能得到了验证，为下一代能够处理信息并立即以光形式显示结果的电子设备开辟了新路径。

传统可穿戴设备让用户在移动时难以实时查看测量信号，而这项技术则实现了实时监控与即时信息反馈，未来有望在康复护理、急救医疗、运动监测、皮肤电子及智能健康等众多领域大显身手。