有机场效应晶体管界面修饰及性能研究
发布时间：2021-08-01 18:41
近几十年来,随着人们对有机电子学的深入研究,基于有机半导体为功能材料的有机场效应晶体管的迁移率已经达到了能够与多晶硅相抗衡的水平,以此为基础的有机电路也在迅速的发展。在研究如何提高有机场效应晶体管的性能方面,人们通过设计优化半导体功能材料、修饰介电层等手段来完成。同时,如何促进半导体材料由理论走向实际的应用也获得了广泛的关注。本论文围绕如何提高场效应晶体管的性能展开,通过采用喷墨打印法对介电层进行修饰、设计优化不同类型的半导体材料两个方面入手,探索了有机半导体材料不同凝聚态结构与性能之间的关系。本论文主要的研究工作包括以下三个方面：有机金属C-T化合物四硫富瓦烯-四氰基对苯二醌二甲烷（TTF-TCNQ）是典型的导电分子,常被用来作为有机场效应晶体管的电极使用。我们首次将其应用于对介电层的修饰,采用喷墨打印的方法,制得厚度为2nm的纳米网络,分别用并五苯、并四苯、酞菁铜构筑了有机薄膜场效应晶体管器件。测试表明,相比于传统的十八烷基三氯硅烷修饰的介电层,器件性能提高了几十倍至一百倍,并且开关比变化不大。设计合成了七种二苯乙烯联苯类化合物并以此为半导体活性层构筑了场效应晶体管器件,测试它们的...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 有机场效应晶体管简介
1.1.1 有机场效应晶体管的结构
1.1.2 有机场效应晶体管的分类
1.1.3 有机场效应晶体管的工作原理
1.1.4 有机场效应晶体管的器件性能参数
1.1.5 影响有机场效应晶体管性能的因素
1.1.5.1 有机半导体材料能级对晶体管性能的影响
1.1.5.2 有机半导体材料凝聚态结构对晶体管性能的影响
1.2 有机场效应晶体管的组成
1.2.1 有机场效应晶体管的半导体材料
1.2.1.1 典型的P型有机半导体材料
1.2.1.2 典型的n型有机半导体材料
1.2.2 有机场效应晶体管的电极
1.2.3 有机场效应晶体管的绝缘材料
1.3 有机场效应晶体管制备技术
1.3.1 光刻技术
1.3.2 真空沉积技术
1.3.3 甩膜制备技术
1.3.4 Langmuir-Blodgett制备技术
1.3.5 喷墨打印技术
1.3.6 印章技术
1.4 有机场效应晶体管的应用
1.4.1 射频识别标签(RFID)
1.4.2 电子纸
1.4.3 传感器
1.4.4 智能卡
1.5 介电层的表面修饰
1.5.1 基于自组装分子层的介电层表面修饰
1.5.2 基于高分子聚合物的介电层表面修饰
1.6 半导体/介电层界面性质的利用
1.6.1 关于聚合物表面粘弹性的研究
1.6.2 有机半导体的有序排布
1.6.3 非易失性存储器
1.7 本论文选题的依据与研究内容
参考文献
第二章 喷墨打印法制备TTF-TCNQ修饰层的高性能场效应晶体管
2.1 引言
2.2 TTF-TCNQ修饰层的高性能场效应晶体管的制备和性能研究
2.2.1 实验部分
2.2.1.1 试剂及仪器
2.2.1.2 介面的修饰和有机场效应晶体管的构筑
2.2.2 实验结果与讨论
2.2.2.1 喷墨打印条件的优化
2.2.2.2 TTF-TCNQ作为缓冲层的并五苯器件性能研究
2.2.2.3 TTF-TCNQ作为缓冲层的并五苯器件形貌研究
2.2.2.4 TTF-TCNQ作为缓冲层器件性能提高机理的研究
2.2.2.5 TTF-TCNQ作为缓冲层的并四苯器件性能研究
2.2.2.6 TTF-TCNQ作为缓冲层的并四苯器件形貌研究
2.2.2.7 TTF-TCNQ作为缓冲层的酞氰铜器件性能研究
2.2.2.8 TTF-TCNQ作为缓冲层的酞氰铜器件形貌研究
2.3 本章小结
参考文献
第三章 二苯乙烯联苯的合成、表征及有机场效应器件性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原料与试剂
3.2.2 实验中的测试仪器
3.3 结果与讨论
3.3.1 合成与结构表征
3.3.1.1 中间体4,4’-亚联苯基双甲磷酸二乙酯的合成
3.3.1.2 4,4-二苯乙烯联苯衍生物的合成与表征
3.3.2 场效应晶体管测试及性能研究
3.3.3 薄膜形貌表征
3.4 本章小结
参考文献
第四章 二苯乙烯苯的合成、表征及有机场效应器件性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原料与试剂
4.2.2 实验中的测试仪器
4.3 结果与讨论
4.3.1 合成与结构表征
4.3.1.1 中间体4,4’-亚苯基双甲磷酸二乙酯的合成
4.3.1.2 1,4-二苯乙烯苯衍生物的合成与表征
4.3.2 场效应晶体管测试及性能研究
4.3.3 薄膜形貌表征
4.4 本章小结
参考文献
结论
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]反式-4,4’-二（邻甲氧基苯乙烯基）联苯化合物的合成、结构及光物理性能[J]. 建方方,孙萍萍,李玉峰,肖海连. 化学学报. 2008(17)
本文编号：3316047
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 有机场效应晶体管简介
1.1.1 有机场效应晶体管的结构
1.1.2 有机场效应晶体管的分类
1.1.3 有机场效应晶体管的工作原理
1.1.4 有机场效应晶体管的器件性能参数
1.1.5 影响有机场效应晶体管性能的因素
1.1.5.1 有机半导体材料能级对晶体管性能的影响
1.1.5.2 有机半导体材料凝聚态结构对晶体管性能的影响
1.2 有机场效应晶体管的组成
1.2.1 有机场效应晶体管的半导体材料
1.2.1.1 典型的P型有机半导体材料
1.2.1.2 典型的n型有机半导体材料
1.2.2 有机场效应晶体管的电极
1.2.3 有机场效应晶体管的绝缘材料
1.3 有机场效应晶体管制备技术
1.3.1 光刻技术
1.3.2 真空沉积技术
1.3.3 甩膜制备技术
1.3.4 Langmuir-Blodgett制备技术
1.3.5 喷墨打印技术
1.3.6 印章技术
1.4 有机场效应晶体管的应用
1.4.1 射频识别标签(RFID)
1.4.2 电子纸
1.4.3 传感器
1.4.4 智能卡
1.5 介电层的表面修饰
1.5.1 基于自组装分子层的介电层表面修饰
1.5.2 基于高分子聚合物的介电层表面修饰
1.6 半导体/介电层界面性质的利用
1.6.1 关于聚合物表面粘弹性的研究
1.6.2 有机半导体的有序排布
1.6.3 非易失性存储器
1.7 本论文选题的依据与研究内容
参考文献
第二章 喷墨打印法制备TTF-TCNQ修饰层的高性能场效应晶体管
2.1 引言
2.2 TTF-TCNQ修饰层的高性能场效应晶体管的制备和性能研究
2.2.1 实验部分
2.2.1.1 试剂及仪器
2.2.1.2 介面的修饰和有机场效应晶体管的构筑
2.2.2 实验结果与讨论
2.2.2.1 喷墨打印条件的优化
2.2.2.2 TTF-TCNQ作为缓冲层的并五苯器件性能研究
2.2.2.3 TTF-TCNQ作为缓冲层的并五苯器件形貌研究
2.2.2.4 TTF-TCNQ作为缓冲层器件性能提高机理的研究
2.2.2.5 TTF-TCNQ作为缓冲层的并四苯器件性能研究
2.2.2.6 TTF-TCNQ作为缓冲层的并四苯器件形貌研究
2.2.2.7 TTF-TCNQ作为缓冲层的酞氰铜器件性能研究
2.2.2.8 TTF-TCNQ作为缓冲层的酞氰铜器件形貌研究
2.3 本章小结
参考文献
第三章 二苯乙烯联苯的合成、表征及有机场效应器件性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原料与试剂
3.2.2 实验中的测试仪器
3.3 结果与讨论
3.3.1 合成与结构表征
3.3.1.1 中间体4,4’-亚联苯基双甲磷酸二乙酯的合成
3.3.1.2 4,4-二苯乙烯联苯衍生物的合成与表征
3.3.2 场效应晶体管测试及性能研究
3.3.3 薄膜形貌表征
3.4 本章小结
参考文献
第四章 二苯乙烯苯的合成、表征及有机场效应器件性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原料与试剂
4.2.2 实验中的测试仪器
4.3 结果与讨论
4.3.1 合成与结构表征
4.3.1.1 中间体4,4’-亚苯基双甲磷酸二乙酯的合成
4.3.1.2 1,4-二苯乙烯苯衍生物的合成与表征
4.3.2 场效应晶体管测试及性能研究
4.3.3 薄膜形貌表征
4.4 本章小结
参考文献
结论
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]反式-4,4’-二（邻甲氧基苯乙烯基）联苯化合物的合成、结构及光物理性能[J]. 建方方,孙萍萍,李玉峰,肖海连. 化学学报. 2008(17)
本文编号：3316047
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3316047.html
