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施毅、李昀、王启晶团队《自然·电子》：有机半导体超宽温区金属型输运研究
5 天前
2026年1月20日，南京大学施毅院士、李昀教授、王启晶助理教授团队，联合英国剑桥大学Henning Sirringhaus教授与北京理工大学乔婧思教授，在《Nature Electronics》发表题为“共轭分子双层中的金属型电荷输运”的研究论文。金属型输运指材料电导率随温度降低而升高的现象，此前仅在单晶硅等无机半导体中观察到。受限于分子间相互作用弱、结构动态无序性强等因素，有机半导体中实现宽温区金属型电荷输运极具挑战。研究团队提出并验证了“范德华桥联的分子双层输运网络”新机制，通过增强层间电荷隧穿和轨道耦合、提升结构刚性抑制分子振动，并削弱电荷载流子间的库仑相互作用，首次在未掺杂有机半导体材料中观测到低至8K的超宽温区金属型输运，电导率高达245 S/cm，霍尔迁移率超过100 cm²/V·s。该成果突破了有机场效应晶体管性能极限，电导水平接近重掺杂硅和宽禁带砷化镓等无机半导体材料，为高性能有机电子材料研究与应用开辟新路径。此外，团队通过可控引入缺陷，首次在有机半导体中清晰观测到无序驱动的金属绝缘体相变及其量子临界标度行为，将经典无机半导体和强关联电子体系中的量子相变物理拓展至有机体系，为研究有机Mott–Anderson体系提供了理想模型平台。
