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工作简介
——N型半导体水凝胶
以下视频来自本工作的通讯作者、北京大学的雷霆教授。点击即可观看。
P(PyV)高分子也可以与多种传统水凝胶结合，构筑多网络水凝胶材料（图2（A））。多网络半导体水凝胶展现出良好的机械可拉伸性和生物粘附性。多网络水凝胶也表现出和单网络水凝胶可比拟的半导体性能，也可以实现开关、逻辑门和信号放大等多种电路功能。
这些半导体水凝胶具有良好的生物相容性，因此可以直接用作生物电子器件与生物组织的界面。我们首次实现了由半导体水凝胶构成的逻辑电路——反相器，放大增益优于传统有机半导体逻辑器件，可实现小信号的放大，对于1-100 Hz交流小信号的输入，最高增益值可达79倍。基于这一半导体水凝胶互补型信号放大器，实现了多种电生理信号，包括眼电、心电、脑电和小鼠大脑皮层信号的高信噪比放大（图2（B-D））。
图2. 基于半导体水凝胶的生物电子应用：（A）多网络水凝胶示意图；（B）心电、眼电测试示意图及信号放大性能；（C-D）小鼠原位脑电信号采集示意图及结果。
本研究首次实现高电学性能半导体水凝胶的制备和电子器件应用，其兼具有机半导体优异的电学特性以及水凝胶独特的机械和生物界面特性，扩展了有机半导体和水凝胶材料的应用范围。利用半导体水凝胶可以构筑丰富的逻辑电路。通过半导体水凝胶放大器的原位放大，使得微弱生物信号在引入噪声之前被放大，显著提高了信号的信噪比，为高效的生物信号采集提供了新的思路。
博士研究生李佩雲和孙文熙是该论文的共同第一作者，雷霆研究员是通讯作者。合作者包括清华大学戴小川课题组、北京大学吕世贤课题组和国家纳米中心朱嘉课题组。该研究工作得到国家自然科学基金、北京市杰出青年基金、北京大学高性能计算平台、北京大学材料加工与测试中心、北京大学化学与分子工程学院分子材料与纳米加工实验室（MMNL）仪器平台和上海光源等的支持。
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作者简介
通讯作者
雷霆，北京大学材料科学与工程学院特聘研究员、博士生导师。
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原文传递
《半导体学报》简介：
《半导体学报》是中国科学院主管、中国电子学会和中国科学院半导体研究所主办的学术刊物，1980年创刊，首任主编是王守武院士，黄昆先生撰写了创刊号首篇论文，2009年改为全英文刊Journal of Semiconductors（简称JOS），同年开始与IOPP英国物理学会出版社合作向全球发行。现任主编是李树深院士。2019年，JOS入选“中国科技期刊卓越行动计划”。2020年，JOS被EI收录。2024年，JOS最新影响因子为4.8，排在凝聚态物理学科22/79。
“半语-益言”系列讲座
借一言半语，聊“核芯”科技，“半语-益言”全四季直播讲座回放链接：
https://www.koushare.com/topicReview/byyy/68
2024年第五季直播讲座将不定期举办，敬请关注。
“半导体十大研究进展”推荐与评选工作简介：
《半导体学报》于2020年初启动实施 “半导体年度十大研究进展”的推荐和评选工作，记录我国半导体科学与技术研究领域的标志性成果。以我国科研院所、高校和企业等机构为第一署名单位，本年度公开发表的半导体领域研究成果均可参与评选。请推荐人或自荐人将研究成果的PDF文件发送至《半导体学报》电子邮箱：jos@semi.ac.cn，并附简要推荐理由。被推荐人须提供500字左右工作简介，阐述研究成果的学术价值和应用前景。年度十大研究进展将由评审专家委员会从候选推荐成果中投票产生，并于下一年度春节前公布。
JOSarXiv预发布平台简介：
半导体科技发展迅猛，科技论文产出数量逐年增加。JOSarXiv致力于为国内外半导体领域科研人员提供中英文科技论文免费发布和获取的平台，保障优秀科研成果首发权的认定，促进更大范围的学术交流。JOSarXiv由《半导体学报》主编李树深院士倡导建立，编辑部负责运行和管理，是国内外第一个专属半导体科技领域的论文预发布平台，提供预印本论文存缴、检索、发布和交流共享服务。
JOSarXiv于2020年1月1日正式上线（http://arxiv.jos.ac.cn/），通过《半导体学报》官网（http://www.jos.ac.cn/）亦可访问。敬请关注和投稿！
