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　　日本国立材料研究所Yamashita, Yu团队报道了通过质子耦合电子转移的分子半导体掺杂。相关研究成果于2023年10月11日发表在《自然》。

　　分子半导体的化学掺杂是基于半导体和掺杂剂分子之间的电子转移反应；掺杂剂的氧化还原电势是控制半导体的费米能级的关键。化学掺杂的可调谐性和再现性受到掺杂剂材料的可用性和杂质（如水）的影响的限制。

　　该文中，研究人员报道了广泛用于生化过程的质子耦合电子转移（PCET）反应，该反应的氧化还原电位取决于一个容易处理的参数，即质子活性。研究人员将p型有机半导体薄膜浸入含有PCET基氧化还原对和疏水分子离子的水溶液中。PCET和离子嵌入的协同反应导致在环境条件下对结晶有机半导体薄膜进行有效的化学掺杂。根据能斯特方程，半导体的费米能级得到了可重复的高精度控制室温下的热能约为2500meV，带边缘周围的热能超过几百meV。还提出了一种基于该方法的无参比电极电阻式pH传感器。半导体掺杂和质子活性（化学和生物化学过程中广泛使用的参数）之间的联系，可能有助于为环境半导体过程和生物分子电子学创建一个平台。