柔性电子是可穿戴设备、柔性显示、智能医疗传感的核心支撑技术，兼具透明与柔性的场效应晶体管是产业落地关键器件。传统二维材料柔性晶体管长期存在透光性差、弯折易失效、电学性能远低于刚性器件等瓶颈；金属电极不透明、易开裂剥离，石墨烯电极量产成本高、电学性能不足，严重制约产业化落地。
近日，松山湖材料实验室新型光电功能材料与器件团队联合广州大学、中山大学等，研发出基于 PEDOT:PSS 范德华电极的全透明柔性二硫化钼（MoS₂）场效应晶体管，相关成果以“Fully transparent flexible 2D molybdenum disulfide transistors” 为题发表于材料领域权威期刊《Materials Science & Engineering R》（中科院一区，影响因子21.1）。该器件同步实现高透光、高迁移率、优异弯折稳定性，打破柔性器件性能劣于刚性器件的固有认知，为透明柔性电子提供全新技术路线。
核心亮点 1：能级精准调控，电学性能对标刚性器件
采用光刻工艺制备 PEDOT:PSS 聚合物电极，结合范德华转移工艺与 MoS₂半导体异质集成，通过酸处理实现电极功函数 3.28–5.08 eV 连续可调，大幅优化界面能级匹配。测试显示，器件电子迁移率 154 ± 20.4 cm⟡ V⁻¹ s⁻¹，与刚性对照器件（155 ± 15.9 cm⟡ V⁻¹ s⁻¹）几乎持平；肖特基势垒低至 26 meV，接触电阻仅 5.2 kΩ・μm，开关电流比超 10⁷，核心电学指标达到国际领先水平。可见光 400–700 nm 波段平均透过率 71%，实现透光与电学性能协同兼顾。
核心亮点 2：范德华界面提升稳定性，机械与环境可靠性突出
团队结合 XPS、拉曼、光致发光表征与 DFT 理论计算阐明内在机理：PEDOT:PSS 与 MoS₂形成无间隙紧密范德华接触，界面电荷转移降低势垒，酸处理带来聚合物相分离与构象优化，进一步提升导电与界面适配能力。机械测试中，器件在 1 mm 极小弯折半径下性能无明显衰减；20000 次循环弯折后迁移率波动不足 10%，开关比仍保持 10⁶以上；室温大气环境可稳定工作 8.5 个月，抗形变、耐环境能力显著优于现有柔性 MoS₂器件。
核心亮点 3：低温溶液工艺兼容量产，产业化潜力突出
整套制备流程采用低温溶液加工与范德华集成，规避金属电极高温沉积损伤二维材料的问题，同时适配卷对卷规模化柔性产线。相较于传统贵金属、石墨烯电极方案，本技术工艺成本更低、可扩展性更强。团队表示，后续将通过导电掺杂拓宽 PEDOT:PSS 功函数调节区间，持续迭代器件性能。
图1. 面向二维晶体管范德华接触的功函数可调控PEDOT:PSS电极
该成果首次实现高分辨率光刻导电聚合物电极与二维 MoS₂的高效集成，构建有机导电聚合物 / 二维半导体异质集成新范式，可广泛应用于柔性显示屏、可穿戴生理传感器、透明电子皮肤、柔性医疗监测设备，推动柔性电子向轻量化、全透明、高可靠方向升级。
论文第一作者系我院 2021 级材料工程专业与松山湖材料实验室联培研究生李洋。通讯作者为松山湖材料实验室林生晃研究员、崔楠副研究员、广州大学潘书生教授、中科院物理所 / 松山湖材料实验室张广宇研究员。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.mser.2026.101198
