多环芳烃有机半导体晶体管存储器研究

发布时间：2020-11-10 00:14

　　 有机半导体材料在有机发光二极管、有机薄膜晶体管、有机光伏器件及生物成像与传感领域的广泛应用,推动了有机电子学的发展。晶体管存储器在有机电子学领域具有广泛应用,传统晶体管存储是基于硅掺杂活性层。器件制作工艺对温度、环境、成本等要求很高。近年来,基于有机半导体活性层的机场效应晶体管存储器具有低成本、低功耗、制备工艺简单、可与柔性基底兼容等优点,引起研究人员的高度关注。常见有机场效应晶体管存储器是基于双层异质结结构,器件结构复杂、写入操作速度缓慢、制备成本过高、存储稳定性差等。针对这一问题,我们拟采用具有高迁移率的多环芳烃有机聚合物材料构筑单一活性层的场效应晶体管存储器。本论文主要研究工作如下:1、通过结构设计、筛选一批具有较高场效应晶体管迁移率的多环芳烃材料、得到了较高迁移率的材料DPP-C16,迁移率达到0.1 cm2/V·s。对比了含有相同单元的四种材料,获得了兼备线性存储特性和迁移率特性的PIDTI-BT和PIDTI-DTBT:分别具有0.005 cm2/V·s和0.003cm2/V·s的迁移率和-42 V和-45 V的负向窗口。综合评价材料结构特点,获得设计思想,为下一步研究提供材料和器件结构支撑。2、通过研究具有光学活性的材料PIDTI-BT和PIDTI-DTBT在明、暗场条件下存储特性和迁移率特性,得出了不同的混合浓度、种类的分子添加剂对场效应晶体管存储器电学性能的影响和存储性能的影响。通过AFM、SEM形貌表征和电学性能测试,筛选出了添加溶液体积分数2%的二甲亚砜之后器件的电学性能最优,其迁移率达到10-2 cm2/V·s。存储性能都有所提升,PIDTI-DTBT的存储窗口由-45 V增大到-86 V。3、通过研究材料DTBCz和αChDT-DTDFBT制备不同厚度的OFET,获得了对膜厚不产生依赖的单层结构场效应晶体管,在100 nm以上的厚度都得到较高的产率和10-3 cm2/V·s数量级的迁移率。αChDT-DTORBT在164 nm的厚度下得到10-4 cm2/V·s数量级的迁移率。总之,本论文通过对有机场效应晶体管存储器研究进展分析,针对性的设计材料、设计器件结构、研究器件制备过程工艺,获得关于晶体管存储器材料设计的合理方法以及调控基于多环芳烃有机半导体材料的有机场效应晶体管存储器的性能。
【学位单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN386;TP333
【部分图文】：

图 1.1 P3HT 分子结构图。常用半导体材料并五苯是多环芳烃材料，也是一种组成的（图 1.2（a）），在上世纪是微电子领域有机沉积来成膜。在不久的将来，目前的硅体系薄膜显比较容易结晶，这就给制作大尺寸的晶体提供了有利内的分子是按鱼骨状排列的[20]。虽然并五苯确实是：易受氧、空气中的水以及其他条件的负面作用，

图 1.1 P3HT 分子结构图。常用半导体材料并五苯是多环芳烃材料，也是一种组成的（图 1.2（a）），在上世纪是微电子领域有机沉积来成膜。在不久的将来，目前的硅体系薄膜显较容易结晶，这就给制作大尺寸的晶体提供了有利内的分子是按鱼骨状排列的[20]。虽然并五苯确实是：易受氧、空气中的水以及其他条件的负面作用，

按鱼骨状排列的[20]。虽然并空气中的水以及其他条件的五苯：（a）分子结构图；（b）分子locyanine，Pc）大概是最早有年以来，山东大学姜建壮和ET 的迁移率能够达到 0.16-0展潜力。
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本文编号：2877168