提拉法生长超薄低维有机晶体及其应用

发布时间：2020-06-11 17:36

【摘要】：小分子有机半导体低维材料,由于其具有优于无机半导体材料和高分子材料的良好光电性能,成为近几年来研究的热点。小分子有机半导体的超薄低维结构方便加工、分子和性能可调节、可与柔性基底兼容、同时可以使用溶液法低成本、大面积的加工,可应用于微型电子器件,是印刷电子和制备柔性器件的理想材料。但是超薄低维有机半导体晶体的可控制备依旧是一个难题,对晶体的结构与性能之间的关系研究也尚处于起步阶段。因此,实现低维有机晶体的可控制备以及性能的研究具有重要的理论和应用价值。本文使用浸渍提拉法,实现了对烷烃有机小分子和不同碳链长度的苯并噻吩稠环类(简称TF)有机半导体分子低维晶体的可控构筑,同时在它们的结构和光电性能方面做了一些研究:1.我们使用浸渍提拉法研究了不同碳链长度的烷烃分子低维结构的构筑,最终得到了三十二烷一维的条纹结构和四十四烷超薄二维有机晶体,并对其形貌和结构进行表征。随后,我们将一维三十二烷条纹薄膜和四十四烷晶体薄膜作为模板层,诱导有机半导体分子并五苯(Pentacene)、6,13-双(三异丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯(TIPS-pentacene)、2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩(C8-BTBT)的生长。为了进一步研究使用模板法生长的有机半导体晶体薄膜的电学性能,我们构筑了基于并五苯/烷烃分子的底栅顶接触类型的场效应晶体管。实验结果表明,室温下,基于模板法生长的并五苯器件显示出优于传统并五苯器件的性能,器件迁移率由0.064 cm2/V·s提高到了0.49 cm2/V·s,这是由于并五苯形貌中螺旋位错结构的减少和烷烃分子作为绝缘层具有一定的钝化作用。2.我们使用提拉法通过控制溶液的浓度、溶剂的种类和提拉速率等因素可控的生长有机半导体分子TF-C6和TF-C12的低维有机晶体,实验结果表明,由于这两种分子的溶解度存在较大的差异,所以在不同的提拉速率下会形成不同的低维结构,TF-C6分子随着提拉速率的减小,形貌会从条带状薄膜向线型晶体转变,TF-C12在浓度较大和低速下会形成微纳有机晶体,为了进一步研究它们的电学性能,我们构筑了底栅顶接触场效应晶体管。测试结果表明,基于TF-C6一维纤维晶的器件性能要优于使用物理气相法沉积得到的薄膜器件。
【图文】：

有机薄膜晶体管可以通过控制电场强度来影响半导体层的电学性能，是有机电子技术领域最重要的一类电子元器件。有机场效应晶体管的基本结构示意图如图1.1所示，由基底、绝缘层、有机有源层和电极组成。根据有机半导体层所处的位置不同，可以将器件分为底栅和顶栅晶体管两类，通常采用的结构是底栅型的结构，因为这种结构可以避免有机层受到绝缘层和栅极沉积温度过高而导致的破坏。底栅结构根据电极制备的位置又可以分为底栅底接触和底栅顶接触两种类型，不同结构的示意图如图1.2所示。

通常采用的结构是底栅型的结构，因为这种结构可以避免有机层受到绝缘层和栅极沉积温度过高而导致的破坏。底栅结构根据电极制备的位置又可以分为底栅底接触和底栅顶接触两种类型，，不同结构的示意图如图1.2所示。
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O782.5

【参考文献】

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1 李文连;有机电致发光显示屏技术[J];液晶与显示;2002年04期

本文编号：2708233