有机半导体气体传感器具有可控的气体选择性和本征柔性等优势，在智能传感、物联网系统中具有广泛的应用前景，但其应用仍面临着响应速度和探测灵敏度不足的问题。基于超薄有机半导体薄膜的气体传感器具有超高的比表面积，可以有效提高器件的气卐体探测灵敏度与响应速度，但是，传统工艺如热蒸镀、溶液旋涂法等难以制备高质量的超薄有机半导体薄膜。原子层沉积工艺基于自限制反应的化学机理，具有原子层级别的厚度精确可控性，被广泛应用于集成电路、原子催化和能源器件等领域，借鉴该方法来精确可控地制备聚合物薄膜的 “分子层沉积工艺”也见诸报道。然而，大部分有机半导〖体，包括聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺类等，其聚合过程都是基于官能团偶合反应，不具有自限制反应的特点。因此，面向有机半导体的分子层沉积工艺开发仍面临】着挑战。

针对上述问题，微电子学院丁士进课题组首次开发了聚噻吩薄膜的分子层沉积制∮备工艺，并研制出了基于超薄聚噻吩薄膜的高性能柔性氨气传感器。相关工作以“High-Performance Flexible Gas Sensors Based on Layer-by-Layer Assembled Polythiophene Thin Films”为题发表于Chemistry of Materials杂志。本文通讯作者为研究员丁士进以及副研究员吴小晗，第一作者为博士研究生谭昊天。

这种基于分子层沉积方法的层层组装工艺◤利用噻吩基团的氧化聚合反应机理，通过化学吸附和物理吸附相结合的方式，实现了聚噻吩薄膜厚度相对于工艺循环次数的线性增长。相比于采用传统旋涂工艺制备的聚噻吩薄膜，分子层沉积法制备的超薄膜在厚度均匀性、薄膜连续性方面具有明显的优势。本文在对薄膜组分深入分析的基础上，详细地揭示了该ㄨ工艺的过程机理，所制备的氨气传感器表现出优异的响应速度和灵敏度，属于已报道的同类器件的最佳性能。此外，聚噻吩薄膜的分№子层沉积也可适用于柔性聚♂合物衬底，所研制的器件展示出良好氨气灵敏度与机械柔性。

图1. 聚噻吩薄膜的分子层沉积工艺

图2. 基于分→子层沉积工艺制备的超薄聚噻吩气体传感器↙性能

图3. 柔性超薄聚噻吩气体传感器的性能