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开发基于有机半导体的UHF波段整流二极管—开发可实现GHz驱动的有机电子器件—

September 20, 2025

东京大学
物质材料研究机构
冈山大学
科学技术振兴机构(JST)

◆发表要点

  • 采用印刷工艺中可制膜的有机半导体,实现负责无线功率整流的二极管。
  • 通过局部引入络合物阳离子单分子层和电子的新方法,使电极的工作函数发生1ev以上的戏剧性变化是关键。
  • 在有机电子元件中首次验证了920 MHz (UHF带)下的实际动作。

 由东京大学、物质材料研究机构(NIMS)、冈山大学、佐治亚理工大学、科罗拉多大学博尔德分校组成的国际共同研究小组,在使用有机半导体的整流二极管中,将920 MHz交流电力转换为直流电力的实用效率(约5%)为世界首次成功。该频率被分类为UHF频带,有望应用于IoT无线通信。实现优秀的整流二极管的关键在于局部引入络合物阳离子单分子层和电子的新方法。该研究表明,可通过从油墨材料产生的低成本印刷工艺所制成的有机电子元件也可在GHz范围内工作,从而开创了新的范例。
研究成果刊登在国际科学杂志
Science Advances」2025年9月19日版上。

■论文信息
杂志: Science Advances
题名: Polymeric microwave rectifiers enabled by monolayer-thick ionized donors
作者名: Nobutaka Osakabe, Jeongeun Her, Takahiro Kaneta, Akiko Tajima, Elena Longhi, Kan Tang, Kazuhiro Fujimori, Stephen Barlow, Seth R. Marder, Shun Watanabe, Jun Takeya, Yu Yamashita*
DOI: 10.1126/sciadv.adv9952
URL: https://doi.org/10.1126/sciadv.adv9952

■研究补助
本研究在日本活动包括科学技术振兴机构(JST)战略性创造研究推进事业CREST研究领域“未开发探索空间中的革新物质开发(课题编号:JPMJCR21O3)”以及日本学术振兴会(JSPS)科学研究费支援事业(课题编号:22H02160、22H04959)一环而实施。

<详细研究内容>
开发基于有机半导体的UHF波段整流二极管—开发可实现GHz驱动的有机电子器件—


<咨询窗口>
(关于研究内容)
东京大学研究生院新领域创成科学研究科
教授 竹谷 純一
Tel:04-7136-3787
物质・材料研究机构(NIMS)
主任研究员 山下 侑
Tel:029-860-4412
冈山大学 学术研究院环境生命自然科学学域
副教授 藤森 和博
Tel:086-251-8134
东京大学研究生院新领域创成科学研究科 宣传室
Tel:04-7136-5450
物质・材料研究机关 国际・宣传部门 宣传室
Tel:029-859-2026
冈山大学 总务部 宣传课
科学技术振兴机构 宣传课
Tel:03-5214-8404
科学技术振兴机构 战略研究推进部 绿色创新小组
安藤 裕輔
Tel:03-3512-3531

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