Redox-Active Ion Gels with Light-Driven Photocatalytic Doping in Organic Electrolyte-Gated Transistors for Transconductance Enhancements
Hung-An Lin, Yi-Hsun Weng, Ya-Shuan Wu, Cheng-Liang Liu, Yan-Cheng Lin*, Chen-Tsyr Lo*, Wen-Chang Chen*
ACS Appl. Mater. Interfaces 2026, 18, 45439−45448
國立臺灣大學 陳文章校長
國立成功大學 化學工程學系 林彥丞副教授
國立臺灣科技大學 材料科學與工程系 羅承慈助理教授
有機電解質閘極電晶體(OEGTs)是發展低耗能與柔性電子元件的重要平台,但如何在閘控操作下引入有效的光響應機制一直是極大的挑戰。本研究將光催化劑(mmAc⁺)與分子氧化劑(2,6-DCBQ)整合於 PVDF-HFP 聚合物與離子液體構成的凝膠電解質中,成功開發出具備光氧化還原活性的離子凝膠。在光照環境下,透過光驅動催化摻雜機制,受激發的 mmAc⁺ 會從共軛高分子通道中萃取電子並介導氧化反應,而離子凝膠則同步提供高流動性對離子,迅速穩定產生的帶正電極化子,經由表面能譜分析進一步證實,經過摻雜後的共軛高分子薄膜功函數獲得了顯著提升。在最佳化條件下,該 OEGT 元件的通道電導率達 0.184 S cm⁻¹,跨導提升至 1.65 mS,整體亦維持了極佳的電流開關比與操作穩定性。這項創新設計成功結合了離子閘極效應與光催化摻雜,展現光電耦合調控電晶體通道之電子態的潛力,為未來的多功能光電元件與神經形態運算系統提供了嶄新的設計方向。