有机单晶半导体是制造集成电路的理想材料，但其均匀生长和高效图案化是一个巨大的挑战。

近日，中国科学院化学研究所江浪研究员报道了提出了一种软模板辅助组装法(STAA法)，通过毛细限制结晶法制备了形态均匀、随机分布在整个衬底上的金属基复合材料。

文章要点

1）为了实现金属基复合材料的图案化生长，在衬底和软模板之间插入刚性网格模板。通过调节刚性模板的网格密度，研究人员成功地制备了多个分辨率可调的MMC阵列，成功制备出厘米尺度的单层MMC阵列。研究人员利用一系列小分子半导体验证了该方法的普适性。

2）基于MMC阵列的场效应晶体管（FET）器件在器件性能上表现出非凡的均匀性，其变异系数为4.4%，这是一个记录值。此外，p-n异质结阵列也是通过在MMC阵列上弱外延n型材料来实现。n型材料的选择性外延生长使p-n异质结阵列FET表现出平衡的空穴和电子双极输运特性，同时避免了器件间的串扰。基于p-n异质结场效应管构成的反相器显示出155的竞争增益。

这项工作为实现基于图形化有机单晶的逻辑互补电路的制备和应用提供了一种通用策略。

参考文献

Jie Liu, et al, Capillary Confinement Crystallization for Monolayer Molecular Crystal Arrays, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202107574

https://doi.org/10.1002/adma.202107574