电极修饰对并五苯有机场效应管性能的影响

发布时间：2019-11-29 00:43

【摘要】：有机场效应晶体管(Organic Field-Effect Transistor,OFET)因其质轻价廉且与柔性衬底兼容等优点而在电子标签、柔性电子电路、传感器、有机激光器等领域受到了越来越多的关注。然而OFET器件商业化仍然受到一定的限制,主要在于其载流子迁移率、阈值电压等仍与无机FET器件存在一定的差距。以上的问题都与OFET器件的界面性质密切相关。因此,本文着重研究OFET器件中金属与半导体接触面,通过对该界面进行界面修饰,改善界面接触,以期制备高性能的器件。研究内容主要分三部分:1.研究了三种聚合物材料PMMA、PS、PVDF作为电极修饰层修饰OFET,对器件性能的影响。相比于未加电极修饰层的器件,加了聚合物电极修饰材料的器件性能都有了显著的提升,并且PMMA作为电极修饰层的OFET器件性能最优迁移率为0.59 cm2/Vs,是对照器件的5倍。主要归因于PMMA具有和并五苯匹配的表面能,介电常数不高,这些条件都有利于并五苯薄膜的生长,同时,较低的接触电阻表明器件形成了良好的有源层和金属的接触,从而有助器件性能的提高。2.研究了丝蛋白作为电极修饰层,对OFET器件性能的影响,并对丝蛋白厚度进行了优化。结果表明当加入丝蛋白作为缓冲层时,器件性能均有所提升,且当丝蛋白厚度d=4 nm时,器件的载流子迁移率与饱和电流分别达到最大值0.32cm2/Vs与32μA,相比于对比器件分别提高了2倍多和3倍。器件的接触电阻也从1.59 M??cm降低到0.23 M??cm。通过对薄膜进行AFM表征器件性能的提升主要归因于相比于生长在金电极上的并五苯,生长在丝蛋白上的并五苯薄膜的结晶度得到了很大的提高。3.研究了三种空穴传输材料m-MTDATA、TPD、SubPc作为缓冲层对OFET器件性能的影响。引入空穴传输缓冲层后,器件性能均得到明显的改善。器件性能的提升主要归功于空穴传输型材料对金属有机界面接触电阻的明显改善。不同的空穴传输型材料对器件的性能的影响有着明显的差异,这归结于不同材料特性、成膜的形貌区别以及空穴传输性能的差异。基于此,我们选择了最优化的空穴传输材料SubPc作为缓冲层,制备了迁移率高达0.26 cm2/Vs空穴传输型OFET器件。本文研究了一种修饰OFET器件接触界面的方法,为高性能的OFET的制备打下了基础。
【图文】：

电子科技大学硕士学位论文与传统的硅工艺相比，OFET器件的制备工艺要简单得多，省去了诸如高温、高真空沉积技术以及光刻等很多复杂的加工过程，可以大大降低工业生产成本。再者由于由于有机材料的可弯曲特性，使其可以很好地与柔性衬底兼容，因而有望可以得到质量轻、可弯曲甚至可以折叠的电子产品。自1983年第一个OFET器件报道以来[9]，关于有机电子器件的研究，无论是在材料本身性能的提高上，还是器件结构和加工工艺的改进上，，都得到了飞速的发展。OFET器件已经初步应用于各种电子器件中（图1-1），如电子报纸、传感器和存储器件等。

电子科技大学硕士学位论文 缓冲层，器件的迁移率从 0.16 cm2/Vs 数量级，从 103提高到 105，阈值电压从 1.5 nm 的 PTFE 聚合物材料加入 OFET 性能有了明显的改善[23]。2014 年，Shi 料，P3HT 作为有源层，采用溶液成膜的2015 年，Konstantinos 等人在石墨烯 OFE对器件进行封装，获得了在空气中比较方式将水解性的脱氧核糖核酸（Deoxyr应用到 OFET 器件中，获得了高的迁移
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN386

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本文编号：2567238