有机半导体在拉伸下实现超快导电，迁移率达到100以上

本研究报道了在单晶有机半导体材料C8–DNBDT–NW中，通过施加单轴压缩应变并在极低温（2开尔文）下测量，首次观察到霍尔迁移率超过100 cm²/(V·s)，最高达到117 cm²/(V·s)。这一数值是目前有机半导体中记录最高的稳态霍尔迁移率之一。研究聚焦于二维空穴气（2DHG）系统，利用电双层晶体管（EDLT）技术在超薄单晶薄膜中实现高密度空穴注入，并通过弯曲柔性基底引入高达2.8%的均匀压缩应变。

传统上，有机半导体的电荷迁移率受限于分子间较弱的范德华相互作用以及室温下的分子振动（声子散射），导致动量弛豫时间短，迁移率难以提升。此前高质量单晶有机半导体的迁移率已可达10 cm²/(V·s)左右，接近能带输运区域。但进一步提升面临瓶颈。本研究通过将温度降至2 K并施加压缩应变，有效抑制了声子散射和晶格振动，从而大幅提升了迁移率。

实验结果显示，在2 K和2.8%压缩应变下，材料的面电阻低至550欧姆，仅为未应变样品的五分之一，且电阻在低温下趋于稳定，表现出“清洁金属”行为，说明弱局域化效应被显著抑制。同时，观测到巨大的压阻效应：与未应变样品相比，电导率提升了约8.7倍，压阻系数超过270，与常用的p型硅传感器相当。

研究还发现，应变不仅缩短了分子间距、增强了轨道重叠，还改变了电子关联效应。在高掺杂浓度下，未应变样品表现出由强电子关联引起的对数发散行为，而应变样品则趋于消失，说明应变通过增强屏蔽作用削弱了电子间相互作用，从而进一步提升导电性。此外，应变样品中的相位相干长度显著增长，达到约100纳米，表明电荷输运具有更高的量子相干性。

该成果表明，通过低温与机械应变协同调控，可以显著优化有机半导体的电荷输运性能，突破传统限制。这不仅为探索有机体系中的奇异量子现象（如电荷密度波、超导等）提供了理想平台，也为未来高性能柔性电子器件的设计提供了重要指导。未来工作需结合理论模型深入理解高载流子密度下的电子关联与能带结构变化，进一步挖掘有机材料的潜力。