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  基于晶體管的傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、小型化等優(yōu)點(diǎn)，在疾病檢測和健康監(jiān)測等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景�？鐚�(dǎo)（g_m）反映了器件的放大能力及靈敏度，是評價傳感器性能的重要指標(biāo)。為了提高跨導(dǎo)，通常采取的優(yōu)化策略是增大器件尺寸（例如，溝道寬度（W）等）。然而，在生物傳感器尤其是體內(nèi)傳感中，尺寸不宜過大，減小器件尺寸對于最大限度減少組織損傷至關(guān)重要。因此，綜合考慮器件尺寸與g_m，才能準(zhǔn)確評價生物傳感器的性能。他們提出面積歸一化跨導(dǎo)（g_m,A，g_m,A = g_m/WL）可以作為更全面評估晶體管生物傳感器性能的指標(biāo)。

  近年來，有機(jī)電化學(xué)晶體管（OECT）因其高g_m、低工作電壓和良好的生物相容性受到廣泛關(guān)注。然而，n型OECT的性能和穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于p型OECT，限制了其在互補(bǔ)邏輯電路和生物傳感器中的應(yīng)用。盡管通過分子設(shè)計可有效提高材料性能，但未能解決器件穩(wěn)定性差的難題，且設(shè)計合成新的高分子往往需要復(fù)雜的合成步驟和高昂的成本。因此，亟需開發(fā)一種簡單通用的方法來提高OECT器件的性能及穩(wěn)定性，促進(jìn)其在生物傳感中的應(yīng)用。

圖4. BBL纖維OECT傳感器的工作原理及性能

圖5. 纖維互補(bǔ)邏輯電路示意圖及其性能

  這項(xiàng)工作實(shí)現(xiàn)了在超穩(wěn)定纖維有機(jī)電化學(xué)晶體管加工策略上的突破，并展示了該器件在生物傳感器及邏輯電路方面的應(yīng)用。該工作以“Ultrastable N-Type Semiconducting Fiber Organic Electrochemical Transistors for Highly Sensitive Biosensors”題發(fā)表在《Advanced Materials》上，博士后王秀博士是本文第一作者，張志副研究員和雷霆研究員是本文的通訊作者。

  本文感謝香港浸會大學(xué)Shu-Jen Wang教授的幫助。該工作得到了國家自然科學(xué)基金，國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目，北京大學(xué)高性能計算平臺，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院分子材料與納米加工實(shí)驗(yàn)室（MMNL）儀器平臺，上海同步輻射光源等的支持。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202400287

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