有机电化学晶体管（organic electrochemical transistors，OECTs）利用强离子–电子耦合实现电荷传输与信号转换，具有高灵敏度、优异的生物相容性以及低工作电压等突出特点，在生物传感、脑神经接口等领域受到广泛关注。作为OECTs的核心沟道材料，有机离子–电子混合导体（organic mixed ionic–electronic conductors，OMIECs），弱结晶聚合物基OMIECs会受到批次间差异和分子量效应的显著影响，这一问题严重制约了OECTs器件的规模化制备以及后续的产业化进程。

聚合物的批次差异主要是由其本征的多分散性所导致，过去的研究多从合成路径出发，通过催化剂筛选、反应温度控制及反应器调节等手段控制分子量与分子量分布，从而降低其多分散指数，但这些策略普适性有限，无法用于梯形共轭聚合物。因此，开发一种新策略，对于实现OMIECs的规模化生产和应用具有重要意义。

针对这一难题，四川大学冯良文研究员团队提出了沟道限域效应（channel confinement effect）：当沟道长度（L）远大于弱结晶聚合物分子链长度时，载流子主要通过分子间的跳跃机制传输；而当L减小至接近弱结晶聚合物分子链长度时，聚合物链能够直接桥接上下电极，从而通过链内传导途径实现高效载流子输运（图1）。针对代表性的n型（BBL）与p型（CPE-K）聚合物基OMIEC材料开展研究，显著减弱或消除了分子量和批次间差异带来的影响。

实验结果表明，当L降低至35 nm时（图2），不同分子量的梯形聚合物BBL和离子型聚合物CPE-K分别表现出近乎一致的峰值跨导（75.00 mS和115 mS），对应的开启电流分别为30.00 mA和45.00 mA。相比之下，沟道较长的器件依旧表现出明显的分子量效应。此外，研究团队还制备了基于BBL和gDPP-g2T的垂直堆叠互补反相器，在0.60 V驱动电压下实现了稳定的电压增益（60.00 V V⁻¹），其性能在不同分子量下保持一致。

该研究成果的意义在于大幅降低了高性能OMIECs材料的合成成本，通过简单易行的器件工程为批量制备高性能均一性的OECTs器件提供新的途径。

成果以 “Channel Confinement: A Novel Approach to Tackle Batch Variation in Conjugated Polymers for Organic Electrochemical Transistors” 为题，发表在 Advanced Materials 上（//doi.org/10.1002/adma.202510659）。四川大学为第一完成单位，博士研究生陈铸为第一作者，四川大学冯良文特聘研究员、电子科技大学黄伟教授及东华大学王刚教授为共同通讯作者。本研究中分子几何优化部分得到川大FB体育 蒲茂坪特聘副研究员的大力支持。研究工作得到了中华人民共和国科学技术部、国家自然科学基金委员会、四川省科技厅及四川大学的经费资助。