大面積電子技術通過在基底上集成器件、電路和系統，代表著電子技術領域的新興前沿，其應用范圍涵蓋物聯網（IoT）、柔性可穿戴電子、平板顯示、人機交互等多個領域。大面積電子技術的核心優勢在于能夠以低成本大規模部署和集成電子元件，顯著降低單位面積成本。然而，傳統半導體技術依賴高能耗制造工藝和復雜生產步驟，與大規模電子技術的廣泛發展需求根本不匹配。因此，開發能夠以低單位面積成本制備大面積電子器件的創新制造技術，已成為關鍵研究目標。印刷技術兼容高通量卷對卷制造，為大面積電子器件提供了極具吸引力的解決方案，兼具電路面積靈活性、定制能力和規模經濟性。
在可印刷電子材料中，有機半導體（OSCs）因其可通過印刷形成單晶結構，成為印刷電子領域的理想候選材料，能夠實現更優的器件性能和更低功耗。此外，有機半導體固有的機械柔韌性使其制備的電子器件能夠更好地適配不規則物體表面。盡管有機印刷電子前景廣闊，但其發展受限于顯著的制造挑戰。核心問題在于缺乏一種能夠同時實現優異器件性能和印刷技術融合的新路徑。通過印刷技術制備有機薄膜晶體管（OTFTs）需要依次印刷柵電極、介電層、源漏電極和有機半導體層。這一過程極具挑戰性，因為電極/介電墨水的印刷及后處理工藝與脆弱的有機半導體材料本質上不兼容?；妆砻骖A存的介電層和電極形成的不均勻異質界面，會導致有機半導體印刷過程中隨機成核和無序結晶。因此，全印刷OTFT的器件溝道常存在缺陷和晶界，導致性能不佳，表現為遷移率（μ）低、本征增益（Ai）小、功耗高。
為了解決這一問題，蘇州大學張秀娟、揭建勝、鄧巍團隊提出親疏液通道限域印刷的新策略，結合印刷工藝設計，首次實現了全印刷、單片集成有機單晶薄膜晶體管陣列的大規模集成制造。全印刷的OTFT器件具有59.4 mV dec-1近乎理想值的亞閾值擺幅（SS），13.8 cm2 V-1 s-1的超高遷移率（μ），本征增益（Ai）超過103數量級。同時在超過30 cm2的大面積上實現2500個OTFT的規模集成并達到99.92%的器件良率。此項工作為有源矩陣集成多傳感系統提供了經濟可持續的制造方案。該研究以題為“High Scale-Cost-Performance Manufacturing of Organic Single-Crystal Electronics”的論文發表在最新一期的《Advanced Functional Materials》上。
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