近日，柔性電子全國重點實驗室黃維院士團隊在高性能有機發光晶體(ti) 管領域取得重大突破。團隊成功研發出高效率、低功率損耗的兼具水平和垂直結構的有機發光晶體(ti) 管，為(wei) 未來大麵積柔性顯示和低功耗光通信等應用開辟了全新路徑。相關(guan) 研究成果以“Exciton management and balanced charge-carrier transport enable efficient organic field-effect light-emitting transistors”為(wei) 題，於(yu) 11月10日發表於(yu) 國際頂尖學術期刊《自然•光子學》（Nature Photonics）上。

有機場效應發光晶體(ti) 管（OFE-LET）是一類極具潛力的新型光電器件，它巧妙地將有機發光二極管的發光特性與(yu) 場效應晶體(ti) 管的電流開關(guan) 特性高度集成，在高性能柔性有機顯示應用領域展現出巨大應用前景，因而受到國內(nei) 外學術界的廣泛關(guan) 注。然而，當前該領域麵臨(lin) 著諸多挑戰。單層OFE-LET由於(yu) 分子堆積和延展共軛引發的激子猝滅效應，其性能在很大程度上依賴於(yu) 功能材料的分子設計；多層OFE-LET結構雖然能夠實現電荷注入、傳(chuan) 輸與(yu) 發光過程的空間分離，將激子的輻射複合限製在發光層內(nei) ，但卻難以實現載流子注入和輸運的平衡，並且無法構建優(you) 異的光學耦合輸出微腔結構，導致大量產(chan) 生的光子被困在光腔內(nei) 部，造成能量損失。所以，如何同時實現有機發光晶體(ti) 管中載流子、激子和光子的精準調控，成為(wei) 目前該領域亟待攻克的重大科學難題。

針對這一挑戰，團隊提出了一種基於(yu) 非對稱交錯電極結構的多層器件設計，可同時進行載流子和光子的精確調控，實現高效率、高亮度、低功率損耗的有機發光晶體(ti) 管。通過開發具有平衡雙極傳(chuan) 輸特性的主體(ti) 材料，有效促進電子沿分子骨架遷移，增強電子親(qin) 和性，實現平衡的雙極性傳(chuan) 輸性能。

基於(yu) 上述策略，團隊成功製備出紅、綠、藍三色高性能OLET器件。其峰值外量子效率分別達到18.4%、21.2%和14.4%，電流效率分別為(wei) 26.9 cd A^-1、78.0 cd A^-1和31.7 cd A^-1，最大亮度分別為(wei) 16110 cd m^-2、19577 cd m^-2和4383 cd m^-2。此外，開發的圖案化OFE-LET陣列具備超過60%的開口率，像素電路寄生功耗僅(jin) 為(wei) 5.6%。該研究不僅(jin) 創新性地為(wei) 開發高效率、高亮度和低功率損耗的有機發光晶體(ti) 管確立了關(guan) 鍵的器件設計原則，並為(wei) 推動大麵積柔性顯示、電泵浦有機半導體(ti) 激光器和光通信等前沿領域應用提供了全新路徑。

西北工業(ye) 大學博士研究生李東(dong) 海、侯雨辰，南京工業(ye) 大學碩士研究生王劍，以及德累斯頓工業(ye) 大學邢珅博士為(wei) 論文共同第一作者，柔性電子全國重點實驗室吳忠彬教授、陶友田教授和黃維院士為(wei) 論文通訊作者。該工作獲得了國家自然科學基金、國家重點研發計劃等項目的資助和支持。

文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41566-025-01793-z

圖：高效低功耗紅綠藍三基色有機場效應發光晶體(ti) 管