新型有机小分子场效应晶体管的合成及性能研究

发布时间：2017-09-02 15:31

  本文关键词：新型有机小分子场效应晶体管的合成及性能研究

  更多相关文章： 有机场效应晶体管 有机半导体 迁移率 二维构型

【摘要】：有机场效应晶体管(OFETs)可广泛应用于传感器、电子纸、射频识别标签等,因而获得了学术界和工业界的极大关注。其中有机半导体材料由于具有成本低、易于裁剪、加工方法多样、可大面积制作以及可柔性化等优点而取得了快速的发展。然而,n-型有机半导体材料的缓慢发展限制了有机场效应晶体管的应用。为了发展n-型及双极性有机半导体材料,我们通过引入吸电子基团改变化合物能级以及利用二维构型等,设计、合成一系列新型化合物,以获得高性能的n-型,甚至双极性的有机场效应晶体管,并进一步探究分子结构与性能的关系。通过光谱、电化学、热分析等表征手段,对其光学、电学和热力学等物理性质进行了研究；通过薄膜器件对其半导体电学性能进行了研究,具体内容包括下面几个部分：1、设计、合成了一系列以苯并二噻吩(BDT)为中心的十字型化合物。电化学和紫外光谱测试都表明该系列化合物具有较高的氧化稳定性。热失重分析(TGA)结果表明该系列化合物具有较高的热稳定性。利用真空蒸镀法制备了基于这一系列十字型有机半导体材料的薄膜场效应晶体管器件,并在不同的基底温度下制备和测试了迁移率和开关比等电学性能,探究了不同修饰基团的引入对其性能的影响。2、设计、合成了一种以带烷基链的萘酰亚胺为中心的二维稠环化合物,并利用紫外光谱和电化学测试了其光物理以及电化学性能。HOMO和LUMO能级及带隙结果表明该物质是一种潜在的双极性有机半导体材料。
【关键词】：有机场效应晶体管 有机半导体 迁移率 二维构型
【学位授予单位】：杭州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN386
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-57
• 1.1 引言9
• 1.2 有机场效应晶体管的器件结构,工作原理和性能指标9-13
• 1.2.1 有机场效应晶体管的结构和工作原理9-11
• 1.2.2 有机场效应晶体管(OFETs)的性能指标11
• 1.2.3 影响OFETs的性能因素11-13
• 1.3 有机半导体材料13-36
• 1.3.1 p-型半导体材料14-23
• 1.3.1.1 并苯类p-型半导体材料14-18
• 1.3.1.2 含氮的p-型小分子半导体材料18
• 1.3.1.3 噻吩类p-型半导体材料18-23
• 1.3.2 n-型有机半导体材料23-32
• 1.3.2.1 含有卤素原子的n-型有机半导体材料小分子24-25
• 1.3.2.2 含氰基的n-型有机半导材料25-27
• 1.3.2.3 含羰基的n-型小分子材料27-29
• 1.3.2.4 含酰亚胺基团的n-型小分子化合物29-32
• 1.3.3 双极性有机半导体材料32-36
• 1.3.3.1 p-型材料和n-型材料共混32-33
• 1.3.3.2 具有D-A结构的双极性半导体材料33-34
• 1.3.3.3 通过化学修饰将单极性材料转变为双极性材料34-36
• 1.4 有机场效应晶体管器件的制备36-39
• 1.5 有机场效应晶体的应用39-41
• 1.6 存在的问题与发展趋势41
• 1.7 论文选题的依据41-43
• 参考文献43-57
• 第二章 十字型化合物有机半导体材料的设计、合成与性能研究57-83
• 2.1 引言57-59
• 2.2 实验部分59-66
• 2.2.1 仪器、方法与试剂59-61
• 2.2.1.1 仪器与测试方法59
• 2.2.1.2 试剂59-61
• 2.2.2 合成与表征61-66
• 2.3 结果与讨论66-78
• 2.3.1 材料的合成与表征66-70
• 2.3.2 材料的光物理性质70-71
• 2.3.3 材料的热稳定性71-72
• 2.3.4 材料的电化学性能72-73
• 2.3.5 材料的理论计算73-75
• 2.3.6 薄膜场效应晶体管性能75-76
• 2.3.7 化合物A1-A5的薄膜晶态(XRD)表征76-77
• 2.3.8 化合物A3-A5的薄膜形貌(AFM)表征77-78
• 2.4 本章小结78-79
• 参考文献79-83
• 第三章 萘酰亚胺类二维有机半导体材料的合成及性能研究83-95
• 3.1 引言83-84
• 3.2 实验部分84-87
• 3.2.1 仪器、方法与试剂84-86
• 3.2.1.1 仪器与方法84-85
• 3.2.1.2 试剂85-86
• 3.2.2 合成与表征86-87
• 3.3 结果与讨论87-92
• 3.3.1 材料的合成与表征87-90
• 3.3.2 材料的光物理性质90-91
• 3.3.3 材料的理论计算91
• 3.3.4 材料的电化学性质91
• 3.3.5 薄膜场效应晶体管的性能91-92
• 3.4 本章小结92-94
• 参考文献94-95
• 第四章 总结与展望95-96

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本文编号：779406