氟代酞菁铜的制备及其场效应器件的性能研究

发布时间：2017-12-29 13:00

  本文关键词：氟代酞菁铜的制备及其场效应器件的性能研究　出处：《天津大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 薄膜晶体管 氟取代 酞菁铜 电子迁移率 空穴迁移率 双极性

【摘要】：有机半导体器件由于在大面积、低能耗、低成本、柔性化和微/纳米级电子产品方面的应用在世界范围内引起了广泛关注,被认为是下一代主流半导体器件。酞菁(Pc)类化合物及其衍生物具有独特的电学、光学、磁学特性,且具有良好的热稳定性和化学稳定性,分子组成和结构具有可控调节性能,是一类具有应用前景的有机半导体材料。金属酞菁(MPc)类化合物及其衍生物由于具有以上优良的性能而广泛作为有源层被应用到有机薄膜场效应晶体管(OTFTs)器件。普遍认为通过引入吸电子基团可以调控MPc的电荷传输性能,使p型有机半导体材料转变为n型材料。本论文研究不同数目氟原子取代酞菁铜(FxCuPc,x=4,8,12,16)化合物的合成及其场效应器件性能,具体内容如下:本文以氟代邻苯二甲酰亚胺、氟代邻苯二甲酸酐和氟代邻苯二腈的方法制备了FxCuPc(x=4,8,12,16),其收率分别为64.61%、46.67%、85.31%、60.00%。对合成的FxCuPc(x=4,8,12,16)进行了基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、红外吸收光谱(IR)、循环伏安(CV)电化学性能、扫描电子显微镜光谱(SEM)和材料本征迁移率(μ)等物理化学方面的研究。对全氟取代酞菁铜(F16CuPc)场效应器件进行了优化。研究了不同基底温度对F16CuPc器件的影响,当温度为110°C时制备的器件各方面性能最优。将十八烷基三甲基氯硅烷(OTS)和六联苯(p-6P)诱导层引入到有机半导体薄膜及器件的制备中,最佳基底温度分别为50°C和110°C,均获得了高质量的有机半导体薄膜。p-6P作为诱导层时,电子迁移率最高达到了0.42 cm2V-1s-1。研究了F16CuPc/p-6P/SiO2 OTFTs器件在空气环境中的寿命,当放置240天以后,电子迁移率依然比未加修饰的新制备的F16CuPc/SiO2 OTFTs要高8倍以上。进一步研究了FxCuPc(x=4,8,12,16)场效应器件,系统研究了氟原子数目对分子结构、前线分子轨道、薄膜形貌和微观结构以及分子的堆积聚集形式等方面造成的影响。F4CuPc器件的电子迁移率为2.6×10-4 cm2V-1s-1;F8CuPc器件的电子迁移率为1.75×10-3 cm2V-1s-1;F12CuPc器件在空气环境中表现出了双极性特性,空穴迁移率为0.005 cm2V-1s-1和电子迁移率为0.006 cm2V-1s-1;F16CuPc器件的电子迁移率为0.27 cm2V-1s-1。引入不同数目氟原子可以使得酞菁铜制备成单一组分的p型、双极性和n型有机薄膜场效应器件。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN304.5

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 石祖荣,钱人元;X-酞菁铜的暗导与光导特性[J];科学通报;1989年06期

2 张彤,孙良彦,车吉泰;酞菁铜敏感材料的制备及其特性研究[J];传感技术学报;1995年04期

3 石祖荣,张镜文,蔡中孚,黄伟秋,钱人元;酞菁铜蒸发膜电导特性的电极效应[J];应用科学学报;1987年04期

4 朱明,吴宗汉,田珂,李铁津;利用磺化酞菁铜纵向导电性制作气敏传感器[J];传感技术学报;1988年01期

5 张松;席曦;李文佳;吴甲奇;顾晓峰;季静佳;李果华;;酞菁铜蒸发镀膜工艺中膜厚控制参数的确定[J];半导体技术;2010年11期

6 刘卫国;铁电场效应器件及其应用[J];压电与声光;1987年06期

7 张忠孝,李厚福;氯离子敏场效应器件的研制[J];传感器技术;1988年04期

8 时龙兴;催化金属和场效应器件——有益的组合[J];电子器件;1990年01期

9 封伟,韦玮,吴洪才,万梅香;酞菁铜磺酰氯接枝聚苯胺的合成与表征[J];西安交通大学学报;1999年10期

10 许倩斐,季振国,袁骏,徐明生,汪茫;超高真空蒸发沉积酞菁铜薄膜的X光电子谱研究[J];真空电子技术;2000年01期

相关会议论文 前3条

1 叶迎春;王永锋;吴凯;;Fe/Au(111)-(22×√3)表面上酞菁铜纳米粒子有序阵列的制备[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集（上册）[C];2006年

2 孔超;徐征;赵谡玲;张福俊;张天慧;闫光;;水溶性酞菁铜在有机电致发光器件中的应用[A];第七届全国稀土发光材料学术研讨会会议论文摘要集[C];2011年

3 欧阳密;陈擎;白茹;汪茫;陈红征;;电化学法制备酞菁铜/氧化钛纳米复合薄膜[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（上册）[C];2007年

相关重要报纸文章 前1条

1 王小龙;蓝色染料酞菁铜可用于量子计算[N];科技日报;2013年

相关博士学位论文 前9条

1 邵小娜;氟代酞菁铜的制备及其场效应器件的性能研究[D];天津大学;2016年

2 孟凡彬;酞菁铁聚合物基纳米材料的结构、形貌与性能研究[D];电子科技大学;2014年

3 潘泰松;二维层状晶体场效应器件电学性质的温度效应研究[D];电子科技大学;2016年

4 夏道成;新型取代基酞菁与酞菁晶体的合成及光学性质研究[D];大连理工大学;2008年

5 王平;碳化硅场效应器件的模型及关键工艺技术研究[D];西安电子科技大学;2005年

6 盛宁;新型卟啉酞菁化合物的合成、表征及性质研究[D];山东大学;2008年

7 牛晓宇;轴向配位的萘酞菁硅的合成、表征及光动力性质的研究[D];福州大学;2005年

8 薛金萍;含氮芳氧基取代酞菁金属配合物的合成及光敏活性研究[D];福州大学;2006年

9 王宏;基于并五苯和酞菁铜的有机效应管及其集成电路研究[D];兰州大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 李超;室温下铜表面上单个二氯酞菁锡分子的可控操纵研究[D];南昌大学;2015年

2 龙亚;酞菁铜/聚芳醚腈复合材料的制备与性能研究[D];电子科技大学;2015年

3 郭良宵;阳离子酞菁/碳基复合材料的构筑及电化学传感性能研究[D];黑龙江大学;2015年

4 尉立华;碳纳米管/酞菁铜修饰的镀银光伏纤维的制备及表征[D];天津工业大学;2016年

5 宋志浩;酞菁氧钛的绿色合成和绿色转型及其应用研究[D];天津大学;2015年

6 董妮;酞菁铜衍生物有机场效应晶体管的研究[D];天津理工大学;2014年

7 姜云鹏;硝基氨基酞菁的制备与电子光谱性质[D];东北师范大学;2008年

8 钱凌峰;酞菁铜和傒酰亚胺的溶解及纳米薄膜的制备[D];上海交通大学;2011年

9 王泳;酯基取代酞菁铜及其复合材料的研究[D];浙江大学;2005年

10 吴海鸿;酞菁铜的制备与气敏特性研究[D];黑龙江大学;2013年

，

本文编号：1350358