聚合物半导体的纳米分辨掺杂可以克服尺寸限制，以创建高度集成的柔性电子产品，但由于掺杂剂的各向同性扩散，仍然是一个基本挑战。

近日，中科院化学所Chong-an Di，国科大Fengjiao Zhang报道了一种实现聚合物半导体纳米级离子注入式电化学掺杂的通用方法。

文章要点

1）这种方法涉及将反离子电迁移限制在由室温离子液体和高玻璃化转变温度绝缘聚合物组成的玻璃状电解质内。通过精确调节电解质玻璃化转变温度（T_g）和工作温度（T），研究人员构建了高度局部化的电场分布，并实现了几乎垂直于纳米尖端电极的各向异性离子迁移。

2）受限掺杂可产生 56 nm 的出色分辨率，横向延伸掺杂长度低至 9.3 nm。研究人员揭示了掺杂分辨率对温差 (T_g−T) 的普遍指数依赖性，可用于描述几乎无限的聚合物半导体的掺杂分辨率。

3）此外，研究人员还展示了其在一系列聚合物电子器件中的应用，包括性能增强 200% 的有机晶体管和无缝结宽度 <100nm 的横向 p-n 二极管。结合纳米级掺杂可扩展性的进一步论证，这一概念有望为基于聚合物的纳米电子学开辟新的机遇。

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Xiang, L., He, Z., Yan, C. et al. Nanoscale doping of polymeric semiconductors with confined electrochemical ion implantation. Nat. Nanotechnol. (2024).

DOI：10.1038/s41565-024-01653-x

https://doi.org/10.1038/s41565-024-01653-x