場效應晶體管（FET）是集成電路、計算機CPU和顯示器背板等現代電子產品的核心構件。有機場效應晶體管（Organic Field Effect Transistors，簡稱OFET）利用有機半導體作為電流流動的通道，與硅等無機同類器件相比，具有靈活的優勢。

鑒于OFET具有高靈敏度、機械柔性、生物相容性、特性可調性和低成本制造等特點，被認為在可穿戴電子、保形健康監測傳感器和可彎曲顯示器等新應用中具有巨大潛力。想象一下，可以卷起的電視屏幕；或者貼身穿戴的智能可穿戴電子設備和衣服，收集身體的重要信號，進行即時的生物反饋；或者用無害的有機材料制成的迷你機器人在體內工作，進行疾病診斷、靶向藥物運輸、小型手術等藥物和治療。

到目前為止，OFETs性能提升和量產的主要限制在于其小型化的難度。目前市場上使用OFETs的產品，在產品靈活性和耐久性方面還處于原始形態。

香港大學機械工程系陳國良博士領導的工程團隊在開發交錯結構單層有機場效應晶體管方面取得重要突破，為縮小OFETs的體積奠定了重要基石。該成果已發表在學術期刊《先進材料》上。該創新成果已經申請了美國專利。

現在科學家們在縮小OFETs尺寸方面面臨的主要問題是，隨著尺寸的縮小，晶體管的性能將顯著下降，部分原因是接觸電阻問題，即界面上的電阻會阻礙電流的流動。當器件變小后，其接觸電阻將成為顯著降低器件性能的主導因素。

陳博士團隊創造的交錯結構單層OFET表現出創紀錄的低歸一化接觸電阻40 Ω -cm。與傳統器件1000 Ω -cm的接觸電阻相比，新器件在相同電流水平下運行時，可以節省96%的接觸功耗。更重要的是，除了節能，還可以大大減少系統中產生的過多熱量，這是導致半導體失效的常見問題。

“在我們的成果基礎上，我們可以進一步縮小OFET的尺寸，并將其推向亞微米級，與無機對應器件相匹配，同時仍能有效地發揮其獨特的有機特性。這對滿足相關研究的商業化要求至關重要。” 陳博士說。

“如果柔性OFET奏效，許多傳統的基于剛性的電子產品，如顯示面板、電腦和手機等，都將轉變為柔性和可折疊的。這些未來設備的重量將大大減輕，而且生產成本低。”

“此外，考慮到它們的有機性質，它們更有可能在先進的醫療應用中具有生物相容性，如追蹤大腦活動或神經尖峰傳感的傳感器，以及在癲癇等大腦相關疾病的精確診斷中。” 陳博士補充道。

陳博士的團隊目前正與香港大學醫學院的研究人員和城大的生物醫學工程專家合作，將微型化的OFET集成到聚合物微探針上的柔性電路中，以便在不同的外部刺激下，在小鼠腦部進行活體神經尖峰檢測。他們還計劃將OFETs集成到導管管等手術工具上，然后將其放入動物的大腦內，進行直接的大腦活動感應，以定位大腦中的異常激活。

“我們的OFETs提供了更好的信噪比。因此，我們希望能夠接收到一些微弱的信號，而這些信號在使用傳統的裸電極進行傳感之前是無法檢測到的。”

“將應用研究與基礎科學聯系起來一直是我們的目標。我們的科研成果將有望為OFETs的研究和應用開辟一片藍海。我們相信，在OFETs上的設置和成果，現在已經可以在大面積顯示背板和手術工具上應用了。” 陳博士最后說。

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工程學院是香港大學于1912年成立的學院之一。自成立以來，教師跟上工程的發展世界，總是在工程研究的前沿，演變成一個最大的大學教師與五部門提供本科、研究生和研究度在一個廣泛的重要領域的現代工程技術和計算機科學。學院的目標是為學生提供全面的教育，使畢業生不僅具備尖端科技的知識，而且具備良好的溝通和社交能力、創新思維、終身學習的態度、專業操守和國際視野。
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