化学所在有机半导体材料的可控制备领域取得重要突破，成功通过印刷技术实现了单一取向、大面积、高性能的有机半导体单晶阵列的制备，为下一代高性能有机光电器件的开发奠定了坚实的材料基础。
有机半导体单晶因其高度有序的分子排列、极低的缺陷密度和优异的载流子传输性能，被认为是构建高性能有机场效应晶体管、光电探测器及柔性电子器件的理想材料。如何实现大面积、单一取向、图案化的有机半导体单晶阵列的高效、低成本制备，一直是该领域面临的关键技术挑战。传统的制备方法如物理气相传输等，往往难以精确控制晶体的位置、取向和形貌，限制了其在集成器件中的应用。
针对这一难题，研究团队创新性地发展了一种基于微接触印刷的溶液加工策略。该策略的核心在于精确调控前驱体溶液的结晶动力学过程与基底图案化表面能分布的协同作用。研究人员首先在目标基底上制备出具有特定亲疏水图案的模板，随后利用微接触印刷技术，将含有有机半导体分子的溶液精准地转移到亲水区域。通过精细优化溶剂的挥发性、溶液的浓度、环境温度与湿度等关键参数，实现了分子在受限的亲水区域内进行高度定向的成核与生长，最终获得了排列整齐、结晶质量高且分子排列方向高度一致的有机半导体单晶阵列。
该方法的优势显著。它实现了对单晶位置、形状和尺寸的图案化控制，与现有微纳加工工艺兼容。所制备的单晶阵列具有单一的晶体学取向，这意味着阵列中所有晶体的载流子传输通道方向一致，这对于构建均一、高性能的器件阵列至关重要。实验表征表明，以此单晶阵列制备的有机场效应晶体管，展现出了优异的电学性能，包括高的载流子迁移率、低的阈值电压和良好的开关比，性能均一性也得到大幅提升。
这一进展不仅提供了一种高效、可控制备高性能有机半导体单晶阵列的普适性方法，而且深刻揭示了溶液体系中晶体取向控制的物理化学机制。所制备的材料体系有望直接应用于高分辨率柔性显示驱动、大面积图像传感、智能仿生皮肤以及下一代信息存储与逻辑运算芯片等前沿光电器件领域。该项研究推动了有机电子学从材料制备到器件集成的跨越，为有机半导体技术的产业化应用提供了新的技术路径和材料平台。
