【摘 要】
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有机半导体材料以其制备工艺简单,价格低廉,可以实现柔性等优点,被广泛应用于有机电子学领域的研究以及工业化生产。在众多制备方法中,溶液法因工艺简单、成本低、可大面积生产等特点受到了广泛关注。高性能的场效应晶体管要求器件具有较高的载流子迁移率和较快的响应速度,因此选择合适的有机材料以提升器件的响应速度是有机场效应晶体管能否进一步工业化应用的关键环节之一。相比较于有机非晶和有机多晶材料而言,有机单晶具有
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有机半导体材料以其制备工艺简单,价格低廉,可以实现柔性等优点,被广泛应用于有机电子学领域的研究以及工业化生产。在众多制备方法中,溶液法因工艺简单、成本低、可大面积生产等特点受到了广泛关注。高性能的场效应晶体管要求器件具有较高的载流子迁移率和较快的响应速度,因此选择合适的有机材料以提升器件的响应速度是有机场效应晶体管能否进一步工业化应用的关键环节之一。相比较于有机非晶和有机多晶材料而言,有机单晶具有长程有序的内部结构、更少的缺陷和陷阱密度,是理论研究以及工业应用的更佳选择。本论文以实现高性能的有机场效应晶体管为目标,使用溶液法制备C60单晶,分别从界面和晶体内部结构两个方面优化了器件性能。本论文的研究内容和相关成果如下:1.简要综述了有机单晶场效应晶体管的制备方法、界面工程对于器件性能的提升以及C60晶体内部结构的转变效应。2.讨论了聚电解质层PFN+Br-材料作为中间层对于电极/半导体层界面的修饰作用。研究表明,引入了聚电解质中间层后,可以有效地使电子迁移率的最大值从4.11 cm~2 V-1 s-1提升至5.60 cm~2 V-1s-1,阈值电压的最小值从23.95 V降低至4.90 V。3.研究了热处理对溶液制备的C60晶体结构的影响,以及不同的晶体结构对于器件性能的影响。结果表明,我们得到了密排六方结构的C60晶体,并且降低了器件的阈值电压。
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