[发明专利]基于有机晶体管的仿生适应型感受器及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种基于OFET的仿生适应型感受器，由下至上依次包括栅电极、下绝缘层、半导体中间层、上绝缘层和半导体传输层以及同时位于所述半导体传输层之上的源电极和漏电极；

构成所述上绝缘层和下绝缘层的材料为无机绝缘材料、有机绝缘材料或电解质绝缘材料；

其中，所述无机绝缘材料为二氧化硅、三氧化二铝、二氧化锆或五氧化二钽；

其中，所述有机绝缘材料为聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯醇、聚对二甲苯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、透明氟树脂、聚苯乙烯或聚乙烯基苯酚；

其中，所述电解质绝缘材料为固态电解质绝缘材料，包括离子盐-聚合物复合电解质；

构成所述半导体中间层和半导体传输层的材料为具有场效应传输性能的有机半导体材料。

2.根据权利要求1所述的仿生适应型感受器，其特征在于：所述离子盐-聚合物复合电解质为离子液体-聚合物；

所述具有场效应传输性能的有机半导体材料选自小分子材料和聚合物材料中至少一种；所述小分子材料为并五苯；所述聚合物材料为PBTTT和/或PDPP3T。

3.根据权利要求1或2所述的仿生适应型感受器，其特征在于：构成所述栅电极、源电极和漏电极的材料均选自金属、陶瓷、合金、金属氧化物、重掺杂半导体和导电聚合物中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的仿生适应型感受器，其特征在于：所述金属为金、银、铝、镍或铜；

所述陶瓷为硅片；

所述合金为镁银合金、铂金合金、锡箔合金、铝箔合金、锰镍铜合金、镍钛铝合金、镍铬铁合金、镍锰铁合金、镍铁合金或镍锌合金；

所述金属氧化物为氧化铟锡、二氧化锰或二氧化铅；

所述重掺杂半导体为磷掺杂的硅、硼掺杂的硅或砷掺杂的硅，磷、硼或砷的掺杂质量百分浓度均为1-3%；

所述导电聚合物为聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩。

5.根据权利要求1或2所述的仿生适应型感受器，其特征在于：所述仿生适应型感受器还包括衬底；所述衬底位于所述栅电极之下。

6.根据权利要求5所述的仿生适应型感受器，其特征在于：构成所述衬底的材料为玻璃、陶瓷或聚合物；

所述衬底的厚度为1~10000 μm。

7.根据权利要求1或2所述的仿生适应型感受器，其特征在于：所述栅电极的厚度为10nm~1000 μm；

所述源电极和漏电极的厚度为10 nm~300 nm；

所述上绝缘层和下绝缘层的厚度为50~1000 nm；

所述半导体中间层和半导体传输层的厚度为2 nm~100 nm。

8.一种制备权利要求1-7中任一所述仿生适应型感受器的方法，包括：

1）在所述栅电极上制备下绝缘层；

2）在所述下绝缘层上制备半导体中间层；

3）在所述半导体中间层上制备上绝缘层；

4）在所述上绝缘层上制备半导体传输层；

5）在所述半导体传输层上制备源电极和漏电极，得到所述仿生适应型感受器。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：制备所述栅电极的方法为真空热蒸镀、磁控溅射、转移、喷墨打印或等离子增强的化学气相沉积；

制备所述上绝缘层和所述下绝缘层的方法为旋涂、化学气相沉积、热氧化或热蒸镀；

制备所述半导体中间层和半导体传输层的方法为旋涂、滴涂、真空热蒸镀、剪切拉膜、LB膜或喷墨打印；

制备所述源电极和漏电极的方法为真空热蒸镀、转移或喷墨打印。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：在衬底上制备栅电极。

11.含有权利要求1-7任一所述仿生适应型感受器的信号触发产品。