聚合物介电材料的设计与制备及其在柔性OFET器件中的应用

发布时间：2021-11-10 00:29

　　有机场效应晶体管（OFET）是一类重要的柔性电子器件,具有质量轻、成本低、易加工等优势,在电子皮肤、智能传感和记忆存储等多个领域有着广泛的应用前景。在OFET中,除了有机半导体材料和电极外,栅极介电层的调控对于提高器件性能也至关重要。然而目前,如何获得厚度不敏感、高电容的有机聚合物介电材料,实现低电压、高性能的柔性OFET器件,是该领域需解决的重要问题之一。为此,本论文引入有机聚电解质设计了一系列具有高电容的新型聚合物本体复合介电薄膜,系统研究了介电薄膜与OFET性能的关系,实现了柔性OFET的操作电压的降低和器件性能的提高。基于优化的介电薄膜和柔性器件,设计制备了低电压、高灵敏的OFET式压力传感器。论文的研究内容包括下面三个部分:1、通过溶液加工方法,在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中引入少量相对介电常数较高的聚丙烯酸（PAA）,得到一系列介电常数可调的新型二元聚合物复合介电薄膜。与单纯PMMA相比,新型PMMA:PAA复合介电薄膜能有效提高柔性OFET的载流子迁移率,并大幅降低操作电压至-5 V。所获得的柔性OFET器件在不同弯曲半径和弯曲循环次数下显示出优异的稳定性。2、通过溶液... 

【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１?ＯＦＥＴ器件结构：（ａ）底栅顶接触式；（ｂ）底栅底接触式；（ｃ）顶栅顶接触式；??（ｄ）顶栅底接触式??

虽然ＯＦＥＴ存在着多种器件结构，但其工作原理基本一致。根据不同载流子??的传导模式，可将ＯＦＥＴ分为；？型（空穴传导）和ｎ型（电子传导）。下面，我??们以ｐ型晶体管结构为例，来对ＯＦＥＴ的工作原理进行简单的介绍。如图１－３所??示，当栅极电压为负时，介电层靠近栅极一侧的界面处带正电荷，而靠近半导体??层一侧的界面处带负电荷，两侧的电荷极性相反且数量相同。由此，诱导了半导??体层靠近介电层的一侧空穴开始聚集，在源漏电压的驱动下，这些聚集的空穴产??生了定向移动，形成电流［１１］。??３??

ｃｍ２?Ｖ＂１?ｓ＂１?〇??（ａ）?＾?（ｂ）??图１－２?（ａ）纤维状的ＯＦＥＴ结构示意图［９］；?（ｂ）栅电极、源漏电极共平面ＯＦＥＴ结构示??意图［１０］??虽然ＯＦＥＴ存在着多种器件结构，但其工作原理基本一致。根据不同载流子??的传导模式，可将ＯＦＥＴ分为；？型（空穴传导）和ｎ型（电子传导）。下面，我??们以ｐ型晶体管结构为例，来对ＯＦＥＴ的工作原理进行简单的介绍。如图１－３所??示，当栅极电压为负时，介电层靠近栅极一侧的界面处带正电荷，而靠近半导体??层一侧的界面处带负电荷，两侧的电荷极性相反且数量相同。由此，诱导了半导??体层靠近介电层的一侧空穴开始聚集，在源漏电压的驱动下，这些聚集的空穴产??生了定向移动，形成电流［１１］。??３??


本文编号：3486208