北京大学裴坚教授团队首次开发出一类可光激活的掺杂剂前体分子，实现对有机高分子半导体导电性质的区域精准调控。该策略突破了传统化学掺杂方法在区域精度和可控性方面的限制，首次实现了有机高分子半导体亚微米级超高精度掺杂，并在此基础上实现有机集成电路的精准加工，标志着我国在半导体新材料领域取得关键突破。相关研究成果28日晚发表于国际学术期刊《自然》。
裴坚介绍，半导体技术是驱动信息革命的核心力量。在半导体集成电路制造过程中，区域掺杂的空间精度直接决定晶体管性能、电路集成度及器件可靠性等关键指标。随着器件尺寸不断缩小，对区域掺杂精度的要求也持续提升。然而，有机高分子半导体的传统掺杂策略，仍面临精确控制难、无法满足高密度集成要求等问题。因此，缺乏高精度区域掺杂技术，已成为制约有机高分子半导体在柔性显示、生物传感以及集成光电器件等前沿应用中的关键瓶颈。
经过多年研究，裴坚团队创新开发出的光控有机高分子半导体掺杂技术，在基础研究和应用技术方面实现了诸多核心突破:首次实现了有机高分子半导体掺杂过程的精准可控，且电导率最高提升9个数量级；现已成功应用于10余种典型有机高分子半导体，普遍实现电导率提升6个数量级，极大拓展了有机高分子半导体的应用场景；该技术与现有半导体工业的光刻流程高度兼容，首次在有机高分子材料中实现亚微米尺度的区域掺杂精度，为高性能有机集成电路的构建提供了关键支撑，具备重要的工艺可行性与产业转化潜力。
“可以说，这一研究成果突破了该领域的核心瓶颈，为有机集成电路微型化与高密度集成提供了关键技术支撑，有望推动柔性显示分辨率升级，助力智能传感芯片灵敏度提升，加速有机集成电路的产业化进程。”裴坚表示。
《光明日报》
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