可導(dǎo)電的塑料將可催生更便宜、更薄也更具可彎曲的電子組件，而這種技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用在部分電子產(chǎn)品上，例如Sony在今年夏天推出的隨身聽與Microsoft近日推出的Zune HD音樂播放機(jī)，都配備了OLED顯示器。

不過到目前為止，用有機(jī)材料所制造的電路只能允許一種類型(正或負(fù))電荷通過；而美國(guó)華盛頓大學(xué)(University of Washington)最近發(fā)表的研究成果，則是讓有機(jī)電子組件能同時(shí)傳遞正負(fù)電荷。

“有機(jī)半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展20年來的一個(gè)重大障礙，是很難讓電子通過。”華盛頓大學(xué)化工系教授Samson Jenekhe表示：“現(xiàn)在已有聚合物半導(dǎo)體能同時(shí)傳遞正負(fù)電荷，并因此拓展了可用的解決方案；這將會(huì)改變我們制造各種東西的方式。”

與Jenekhe一同發(fā)表上述成果的，還包括研究所學(xué)生Felix Kim、Xugang Guo，以及肯塔基大學(xué)(Mark Watson)副教授Mark Watson；該研究是由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)、美國(guó)能源部以及福特基金會(huì)(Ford Foundation)所贊助。

Jenekhe表示，美國(guó)硅谷(Silicon Valley)之所以命名為“硅”，是因?yàn)檫@種材料目前是電子產(chǎn)業(yè)的基石；但是硅價(jià)格昂貴，需要搭配高成本的制造技術(shù)，其剛性晶體(rigid crystal)結(jié)構(gòu)也讓t產(chǎn)出組件無法撓曲彎折。

約在30年前，科學(xué)家就已發(fā)現(xiàn)有某些塑料或是聚合物能導(dǎo)電；而從那時(shí)候起，研究人員就致力使那些材料更具效益?，F(xiàn)在，有機(jī)電子或是以碳為基礎(chǔ)的電子組件已經(jīng)可以用在筆記本電腦、車用音響以及MP3播放機(jī)等產(chǎn)品上。

但現(xiàn)今的有機(jī)半導(dǎo)體最主要的缺點(diǎn)，就是主要只能傳遞負(fù)電荷──又稱空穴(hole)，因?yàn)樨?fù)電荷的移動(dòng)范圍實(shí)際上是缺少電子的地方；在最近十年，有少數(shù)新開發(fā)的有機(jī)電子材料則是只能傳遞正電荷(電子)。

因此可用的有機(jī)電路制造方法，其實(shí)是緊密地將兩層復(fù)雜的電路圖案迭在一起；其中一層傳遞電子，另一層傳遞空穴。“因?yàn)槟壳暗挠袡C(jī)半導(dǎo)體有這樣的限制，要運(yùn)用就得想辦法進(jìn)行補(bǔ)償，也導(dǎo)致各種復(fù)雜的制程與困難。”Jenekhe表示。

Jenekhe的實(shí)驗(yàn)室在可傳遞電子的有機(jī)半導(dǎo)體技術(shù)上已有超過十年的經(jīng)驗(yàn)；近年其研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種具備施體(donor)與受體(acceptor)的聚合物，并仔細(xì)地調(diào)整了這兩個(gè)部份的強(qiáng)度。他們并與Watson的實(shí)驗(yàn)室合作開發(fā)出了一種能同時(shí)傳遞正負(fù)電荷的有機(jī)分子。

“我們的研究成果是不再需要使用兩種不同的有機(jī)半導(dǎo)體；”Jenekhe表示：“只要用一種材料就能制造電路。”這種新材料能簡(jiǎn)化有機(jī)晶體管以及其它數(shù)據(jù)處理裝置的制造，采用類似現(xiàn)在非有機(jī)電子的制造方法。

據(jù)了解，該研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用新材料，透過與硅晶體管相同的設(shè)計(jì)模式制造出有機(jī)晶體管，且產(chǎn)出成果能同時(shí)讓正負(fù)電荷快速通過。Jenekhe并表示，他們的成果是目前單元素有機(jī)聚合物半導(dǎo)體中表現(xiàn)最好的，電子移動(dòng)速度比其它聚合物晶體管快了5~8倍。

此外他們所制造的、一組包含2個(gè)以上整合組件的電路，所產(chǎn)生的電壓增益(voltage gain)也比現(xiàn)有聚合物電路的表現(xiàn)高了2~5倍。“我們期望這個(gè)解決方案能被人們采用，并且也將相關(guān)技術(shù)分享大眾。”Jenekhe表示。（編輯：逍遙）

英文原文：Organic electronics a two-way street, thanks to plastic semiconductor

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