信号处理、记忆、发光一次完成……首尔大学开发“万能半导体”[读懂科学]

by Kim Jonghwa

Published 09 Jun.2026 12:00(KST)

原本需要100伏的有机半导体，实现3伏以下超低电压驱动
计算、存储、显示一体化……有望用于智能人工皮肤

可在单一器件中同时完成可穿戴设备核心功能——信息处理、存储及可视化的新一代半导体已被开发出来。该成果被认为解决了现有有机半导体长期存在的高电压驱动问题，提高了基于人工智能（AI）的人工皮肤和健康护理设备的实现可能性。

韩国研究财团9日表示，首尔大学材料工程系 Lee Taewoo 教授研究团队开发出一种新型有机半导体器件，即使在超低电压下也能明亮且稳定地发光，并同时具备信息存储功能。

超低电压有机发光晶体管的工作原理及可穿戴应用。研究团队供图

近年来，可穿戴电子器件已不再局限于简单传感器，而是朝着实时分析数据并向用户传递信息的方向发展。但目前仍需分别制造信号处理装置、存储器和显示器后再进行连接，因此存在结构复杂、耗电量大的局限。

为解决这一问题，研究团队实现了一种集成式器件，可在单一半导体内部同时执行计算、记忆和发光功能。

其核心在于在有机半导体内部引入离子传输促进物质，以降低电荷注入势垒。借此，研究团队成功让原本需要接近100伏电压才能发光的有机晶体管，在3伏以下的超低电压下实现驱动。这相当于两节普通电池的电压水平。

研究团队并未止步于降低电压，而是将脑神经细胞的信息存储原理应用于半导体。通过利用离子移动和积累的特性，实现了能够记住外部刺激并调节响应的存储功能。

据此，该半导体能够自行存储和处理输入信息，并可无需额外显示器，直接以光的形式呈现计算结果。这意味着不再需要像以往那样分别连接计算装置、存储器和显示装置。

研究团队预计，利用这一技术，可在贴附皮肤使用的贴肤式（On-Skin）设备中，对生物信号进行实时分析，并将结果即时传达给用户。

Lee Taewoo 教授表示：“这项研究表明，无需分别制造并连接计算装置、存储器和显示装置，也能在单一半导体器件中实现全部功能。”他还称：“今后有望作为智能人工皮肤和可穿戴健康护理领域的核心技术加以应用。”

此次研究在韩国科学技术信息通信部和韩国研究财团“未来有望融合技术先锋项目”、全球领军研究后续项目等支持下开展，研究成果已发表于材料领域国际学术期刊《Nature Materials》。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。