【教育要聞】研究有機半導體 中大學者獲裘槎獎

(星島日報報道)手機外形層出不窮,有賴先進的原材料,中文大學化學系教授繆謙鑽研柔軟可彎曲的有機半導體材料,有助製作電子產品必要的薄膜電晶體。團隊現已製造目前性能最佳的N-型有機電晶體器件,傳送速度增加一倍,可締造更流暢的畫面。他亦在此研究基礎上,研發高敏感度的電子傳感器,日後用作醫療檢測。繆謙榮獲今屆裘槎優秀科研者獎。

現時常用於電子產品的半導體材料,均由無機材料矽製作,相較之下,有機半導體雖然在傳輸速度不及前者,但卻有柔軟、成本低的優點,用作製作簡單的電子產品如手機熒幕亦不成問題。中大化學系教授繆謙過去一直研究有機半導體,他的團隊已製造目前性能最佳的N-型有機電晶體器件,速度增加一倍;亦因為其柔軟的特點,可以製作彎曲的手機熒幕。

「(新的材料)傳輸電子的速度愈快,畫面愈流暢。」繆謙亦積極研究新式電子傳感器,用於檢測水溶液中的離子和蛋白質。由於蛋白質中的各種功能基團會損壞電荷傳輸途徑,他與團隊最近發現一種獨特結構,可以在有機半導體材料引入基團,同時不破壞該傳輸途徑,大大提升材料的效能。

他透露,傳感器在未來可應用在醫療、食物和環境檢測,以檢測肺癌為例,病人呼氣中含有特定化學物質,當經過高敏感度的電子傳感器,便可測試出患肺癌的風險;對比現時需要大型儀器作檢測,繆謙指,新的傳感器能直接將化學訊號轉化為電子訊號,降低化驗時間及成本,亦可與穿戴式測量儀配合使用。

繆謙同時鑽研新的納米碳結構。碳元素以不同結構出現,包括鑽石和石墨,其中石墨烯是現時最薄和強度最高的材料。繆謙團隊近期成功合成目前最多碳原子結構、具有負曲率的石墨烯片段,可用於鋰電池中,因為負曲率的結構特點可以裝載更多鋰離子,讓電池更耐用。繆謙榮獲今年「裘槎優秀科研者獎」,並得到二百萬元科研基金,發展相關研究。