去掺杂剂实现增强型PEDOT：PSS有机电化学晶体管

3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)因其分子结构简单、导电率高、稳定性好及能隙小等优点在众多导电聚合物中脱颖而出，得到了广泛的研究和关注。PEDOT是有机电化学晶体管常见的材料，有机电化学晶体管(OECTs)具有操作电压低,结构简单,可在水溶液环境中操作,良好的生物兼容性及优异的信号放大特点,在传感器等领域尤其是生物传感领域具有广泛的应用前景。目前大多数的有机电化学晶体管设备都是由聚合物共混物聚（乙撑二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT:PSS）制成。

PEDOT/PSS膜具有高透明度、良好的柔韧性以及优良的热稳定性，在有机电化学晶体管的应用方面非常出色，但是PEDOT由于包含PSS而被固有地掺杂，而这种固有的掺杂，导致PEDOT:PSS OECT通常在耗尽模式下运行，这不仅造成更高的功耗而且限制了其运行的稳定性。为了解决这一问题，荷兰爱因霍芬科技大学和美国斯坦福大学的研究人员合作，使用脂肪族胺去掺杂剂分子从单一水溶液中铸造了增强型的PEDOT:PSS有机电化学晶体管。

增强模式有机电化学晶体管的迁移率接近原始PEDOT:PSS（≈2cm²V^-1s^-1），可在1000个开/关周期内稳定运行。此项工作中，PEDOT，PSS和分子去掺杂剂之间的电子和质子交换的特征揭示了阈值电压移至负电压的潜在化学机理，此外，研究人员还通过实验研究了去掺杂剂浓度和分子结构对器件性能指标和材料微结构的影响。结果表明，去掺杂剂浓度在阈值电压上有相似的变化，通过优化浓度可以改善电荷的传输和OECT性能，同时可以通过选择去掺杂剂的分子结构，改善所得膜的微观结构，从而改善电子传输。

接下来，研究人员将通过调整聚合物共混物在疏水（PEDOT）和亲水（PSS）相中的相对溶解度，进一步优化去掺杂剂的分子结构，以增强自旋铸膜的微观结构。

相关链接：PEDOT：PSS

参考文献：

Keene et al., Enhancement-Mode PEDOT:PSS Organic Electrochemical Transistors Using Molecular De-Doping. Adv. Mater. 2020, DOI: 10.1002/adma.202000270