并五苯性质的研究及其场效应晶体管的研制

来源 :兰州大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:sarah_zld
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有机场效应晶体管(Organic Field Effect Transistors,OFETs)是以有机半导体材料为有源层的晶体管器件,和传统的无机半导体器件相比,具有成本低、可实现大面积加工、可与柔性基底集成等优点,因此在世界范围内引起了广泛关注。经过二十几年的发展,OFETs的研究已取得了重大的进展。OFETs的迁移率、开关电流比等性能参数已达到或超过非晶硅(α-Si:H)晶体管器件的水平,是各种各样的要求低成本、大面积的商业电子应用领域极具吸引力的技术,如智能卡、传感器、射频标识、平板显示等领域。因此,OFETs具有重要的研究价值。本学位论文首先综述了有机电子学的发展概况,介绍了有机电子器件中几种关键的器件如有机发光器件(OLED),有机光电探测器,有机单分子器件,有机传感器等,重点讲述了OFETs的发展概况、目前现状以及存在的问题等。尝试寻找合适的有机溶剂溶解并五苯并制备并五苯薄膜,有机溶剂邻-二氯苯在加热的条件下能够将并五苯溶解,然后在不同温度下,在单晶硅片和氧化硅片表面制备并五苯薄膜,通过XRD、光学显微镜、AFM、SEM、紫外-可见吸收光谱等手段进行表征,最后得出在100℃时能形成较均匀一致的并五苯薄膜。介绍了OFETs的几种器件结构形式,比较了每种结构的优缺点。在此基础上,分别综述和讨论了OFETs器件制备中的各种材料,包括有机半导体材料、电介质绝缘材料、电极材料以及衬底材料的使用情况。进一步阐述了有机半导体中载流子的传输理论,传输模型以及金属/有机半导体接触的情况。有机半导体也有P型和N型之分,只是原理和无机半导体的不同。自行合成了并五苯材料,并通过红外吸收光谱、质谱、元素分析、紫外-可见吸收光谱等方式进行表征。用真空蒸镀的方法在SiO2表面制备并五苯薄膜,通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)等对其进行测试。成功的研制出了并五苯有机场效应晶体管,得出较好的电流-电压特性,并比较选择出制备并五苯OFETs薄膜的较好条件。研制了全有机场效应晶体管,以ITO玻璃为栅基底,以聚酰亚胺为绝缘层,采用底电极结构制备全有机场效应晶体管。在制备的过程中,绝缘层聚酰亚胺是通过旋涂的方法制备的,同时还要注意它的烘干过程中有不同的温度和时间要求。制备出表面较平滑的聚酰亚胺层是研制出具有较好特性全有机场效应晶体管的关键步骤之一。
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