柔性电子技术是驱动可穿戴设备、柔性显示、智能传感及医疗监测等前沿领域的核心支撑技术，兼具透明性与柔性的场效应晶体管是其中的关键功能单元。然而，传统二维材料柔性晶体管受限于工艺与电极材料的固有缺陷，长期面临性能显著低于刚性器件、可见光透过率不足、弯折过程中易出现结构损伤与性能退化等问题，制约其实际应用与产业化进程。具体而言，金属电极虽导电性优异，但存在不透明、机械延展性差等局限，弯折过程中易产生裂纹与界面剥离；石墨烯透明电极则面临高质量薄膜制备成本高、规模化生产难度大、器件电学性能不足等挑战。

近日，松山湖材料实验室新型光电功能材料与器件团队联合广州大学、中山大学等单位在二维材料柔性电子器件领域取得重要进展，相关研究成果以“Fully transparent flexible 2D molybdenum disulfide transistors”为题发表研究性论文（Materials Science & Engineering R 169 (2026) 101198），开发了基于聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(4-苯乙烯磺酸盐)（PEDOT:PSS）范德华电极的全透明柔性二硫化钼（MoS₂）场效应晶体管（FET）。该器件兼具高电子迁移率、高可见光透过率与优异的机械柔性，有效克服了传统柔性二维晶体管性能衰减、透光性不足及机械可靠性差等关键瓶颈，为下一代透明柔性电子器件的发展提供了新思路。

研究团队采用光刻工艺制备PEDOT:PSS聚合物电极，并通过范德华转移法与二维MoS₂半导体构建异质集成，实现了高性能晶体管器件的制备。PEDOT:PSS作为一种导电聚合物，天然具备高可见光透过率、优异机械柔性与低温溶液可加工性。研究团队进一步通过酸处理工艺对其进行精准调控，实现了功函数在3.28 eV至5.08 eV范围内的连续可调，显著优化了其与MoS₂的能级匹配与界面接触特性。

图1. 面向二维晶体管范德华接触的功函数可调控PEDOT:PSS电极

实验测试结果表明，该柔性MoS₂晶体管展现出优异的电学性能：电子迁移率达154 ± 20.4 cm² V^-1 s^-1，与其刚性对照器件（155 ± 15.9 cm² V^-1 s^-1）基本相当，突破了柔性器件性能必然劣于刚性器件的传统认知。在光学性能方面，该晶体管在可见光波段（400-700 nm）的平均透过率为71%，实现了高透明性与高电学性能的协同优化。此外，器件的肖特基势垒高度低至26 meV，接触电阻仅为5.2 kΩ·μm，开关电流比超过10⁷，核心电学指标均处于国际领先水平。

为揭示器件高性能的内在物理机制，研究团队综合运用X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱、光致发光光谱等表征手段，结合密度泛函理论（DFT）计算，对PEDOT:PSS/MoS₂界面进行了系统解析。研究表明：PEDOT:PSS与MoS₂之间形成紧密的范德华接触，无明显界面间隙，有效降低了接触电阻；二者间存在显著的电荷转移效应，协同功函数的精准调控，大幅降低了肖特基势垒，实现了高效的载流子注入。同时，酸处理诱导PEDOT:PSS发生相分离与分子构象转变，进一步提升了其本征导电性及与MoS₂的界面相容性，从多维度推动了器件性能提升。

图4. PEDOT:PSS/MoS₂接触的DFT计算

撰稿：新型光电功能材料与器件团队