柔性低伏有机光电晶体管的制备及其光电性能研究

发布时间：2023-04-10 21:20

　　低伏有机光电晶体管(OPTs)因其在低成本、柔性和可穿戴电子等领域的潜在应用而备受关注。为了获得良好的光响应性,可以使用高性能的有机半导体材料,控制有源层的形态或采用复杂的制造工艺来制造器件。采用这些方法增加了器件制备难度,因此,通过其他新策略改善OPTs的光响应性是必需的。电荷俘获效应通常被认为对晶体管性能有潜在的影响,然而,利用这种效应可以巧妙的增强OPTs的光响应性。本文以窄带隙共轭聚合物为有源层材料,制备了单组分柔性、低伏有机光电晶体管。通过调控单分子层物理化学性质制备具有陷阱态的绝缘层,并探究了不同的绝缘层/半导体界面对晶体管的光响应性的影响。具体内容如下:(1)利用表/界面工程,在氧化铝绝缘层表面组装膦酸单分子层,通过控制生长时间制备了不同陷阱态的绝缘层/半导体界面。以异靛蓝基共轭聚合物PBIBDF-BT为有源层制备了柔性、低伏有机光电晶体管,器件能够在5 V电压下工作,迁移率最高为5.03×10^-2 cm²V^-1s^-1,阈值电压为1.87 V,最大电流开关比为5.25×10^5...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 有机薄膜晶体管
        1.2.1 有机薄膜晶体管工作原理
        1.2.2 有机薄膜晶体管特征曲线及性能参数
    1.3 有机光电晶体管
        1.3.1 有机光电晶体管结构及相关工作机理
        1.3.2 有机光电晶体管性能参数
        1.3.3 有机光电晶体管基本类型
        1.3.4 表/界面工程增强光电晶体管光响应性能
        1.3.5 低伏有机光电晶体管的研究与应用
    1.4 有机光电晶体管现存的问题与挑战
    1.5 本论文研究主要内容
第二章 陷阱态绝缘层表面的制备及其对低伏光电晶体管性能的影响
    2.1 引言
    2.2 实验
        2.2.1 实验仪器与材料
        2.2.2 柔性基底制备超光滑栅电极
        2.2.3 不同陷阱态绝缘层制备
        2.2.4 器件制备与测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 超光滑栅电极薄膜形貌表征
        2.3.2 绝缘层不同界面陷阱态的表征
        2.3.3 不同陷阱态界面绝缘层漏电流密度和电容密度表征
        2.3.4 不同陷阱态界面光电晶体管电学性能表征
        2.3.5 不同绝缘层表面半导体薄膜形貌表征
        2.3.6 不同陷阱态界面光电晶体管光响应性能表征
    2.4 本章小结
第三章 增强型柔性低伏有机光电晶体管近红外光响应探究
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 实验仪器与材料
        3.2.2 低伏有机光电晶体管光响应测试
        3.2.3 低伏有机光电晶体管机械柔韧性测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 有源层材料PBIBDF-BT的表征
        3.3.2 增强型低伏有机光电晶体管对不同波长光传感性能
        3.3.3 增强型低伏有机光电晶体管近红外光传感性能
        3.3.4 增强型低伏有机光电晶体管近红外光开关特性表征
        3.3.5 增强型光响应的机理
        3.3.6 低伏有机光电晶体管机械柔韧性表征
    3.4 本章小结
第四章 叠氮基单分子层在低伏光电晶体管中的应用及其对光响应的影响
    4.1 引言
    4.2 实验
        4.2.1 实验仪器与材料
        4.2.2 叠氮基单分子层的合成
        4.2.3 叠氮基单分子层低伏有机光电晶体管的制备
        4.2.4 叠氮基单分子层低伏有机光电晶体管光电性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 叠氮基单分子层修饰绝缘层电容密度表征
        4.3.2 基于AlO_x/C₆N₃ 绝缘层光电晶体管电学性能表征
        4.3.3 基于AlO_x/C₆N₃ 绝缘层光电晶体管光响应性能表征
        4.3.4 基于AlO_x/C₆N₃ 绝缘层光电晶体管光开关特性表征
    4.4 本章小结
第五章 总结
参考文献
附录
攻读硕士期间的学术活动及成果情况



本文编号：3788750