综述：基于有机场效应晶体管的NO2检测研究进展：分子工程、薄膜形貌调控与器件优化

这篇综述系统阐述了有机场效应晶体管（OFET）在二氧化氮（NO2）检测领域的最新进展，重点从分子工程（共轭骨架与侧链设计）、薄膜形貌调控（多孔结构构建）和器件优化（介电层修饰与电极架构）三大维度展开，为开发高灵敏度、低功耗的柔性气体传感器提供了理论指导与技术路径。

　　

Material design of p-type OSCs

有机半导体（OSCs）的化学结构是决定OFET传感器性能的核心因素。通过共轭骨架工程（如引入强电子给体单元）可调控最高占据分子轨道（HOMO）能级，增强与NO₂的电荷转移相互作用；侧链修饰（如烷基链长度优化）则能平衡溶解性与分子堆积密度。典型案例如并噻吩衍生物通过硫原子孤对电子与NO₂的特异性结合，实现ppb级检测限。

Film morphology control

多孔薄膜结构通过增大比表面积显著提升NO₂扩散效率。采用呼吸图案法可制备孔径可控的蜂窝状薄膜，而溶剂退火处理能诱导晶粒定向排列，二者协同优化载流子传输路径。研究显示，具有垂直贯通孔道的薄膜可使响应时间缩短至30秒以内。

Device architecture control

在器件层面，自组装单分子层（SAMs）修饰介电层可降低界面缺陷态密度；顶接触电极构型相比底接触构型能减少接触电阻对信号的干扰。最新研究通过集成环形振荡器电路，将传感器响应转化为频率信号输出，显著提升抗干扰能力。

Summary and outlook

当前挑战主要集中于长期稳定性（如OSCs氧化降解）和复杂环境中的选择性识别。未来趋势包括开发n型/双极性OSCs以拓展检测范围，以及通过机器学习算法实现多参数交叉验证。柔性OFET传感器与物联网技术的融合，将为个人暴露评估提供革命性工具。