近年来,基于有机场效应晶体管的光探测器越来越受到大家关注。在光探测领域大家通过采用光敏材料半导体有源层,来实现光探测。相比较商业二极管光探测器,基于有机场效应晶体管结构的探测器有其本身独有的优势:如低成本,质量轻,与柔性衬底兼容性好,可有效调控明暗电流比等特点。此外,基于有机场效应晶体管结构的探测器在光电应用方面也有着很大的潜力,可以用作光电开关,图像传感器,紫外曝光剂量监测计等。在存储器领域,有机场效应晶体管非易失性存储器由于其读取方式非破坏性,数据存储方式可靠,与逻辑电路相兼容等特点,是未来集成电路单元的极为重要组成部分。综合有机场效应晶体管可同时实现光探测和非易失性存储这两大特点,在本论文中我们希望将其两大优势集成到一个器件上,制备对特定波长光响应和存储的器件,为将来实现剂量监测计和图像传感器等领域的应用奠定基础。同时在此基础上,我们借助器件存储性能对紫外光的依赖,实现了多值存储,具体内容主要包括以下两部分:(一)日盲紫外探测研究。日盲紫外探测是指波长从200纳米到280纳米的深紫外线的探测,在诸多民用和军用领域有着很广泛的应用,包括导弹制导,环境监测,化学/生物分析和紫外天文学等领域。同时由于长时间的日盲紫外曝光对人体有害,对日盲紫外波段的辐射剂量监测就先得十分重要,对辐射剂量的监测不仅有利于监测臭氧层空洞现象,也为我们个人防护日盲紫外辐射,降低健康风险提供重要参考信息。本论文中我们首先以带有100纳米二氧化硅绝缘层的高掺杂硅为衬底,采用聚(2-乙烯基萘)驻极体作为电荷存储层,以P型半导体并五苯作为半导体活性层,发现器件在黑暗条件,可见光以及365纳米紫外线光照条件下几乎没有存储窗口,而有趣的是在254纳米紫外线光照条件下产生了较大的存储窗口。同时研究发现将半导体活性层替换为N型半导体PTCDI-C13H27,也获得了相同的效应。与一般实时响应的光探测器不同的是,光电流在撤去光照后依然可以保持,为了验证其非易失性存储特性,我们测试了器件的时间保持性和重复擦写能力,实验结果表明P型和N型器件都呈现好的时间保持性(超过10000秒)和重复擦写能力(超过100次)。基于器件的存储特性,我们还研究了紫外曝光量与存储电荷的关系。进一步通过调节栅极电压以及改变光照强度等实验分析,为解释器件只对254纳米紫外线选择性响应,我们提出了界面电荷激发的机制。进一步,基于有机半导体与柔性衬底兼容性好的优势,我们在柔性衬底上制备出了基于P型半导体并五苯的日盲紫外线探测器。(二)多值存储研究。随着数据存储密度的不断提高,设计可以存储更高数据容量的多值存储器显得尤为重要。本论文中,我们采用聚(2-乙烯基萘)驻极体作为电荷存储层,并五苯为半导体活性层的有机场效应晶体管的基本结构。实验中我们在一定栅压下通过调控紫外光脉冲时间来调控注入聚(2-乙烯基萘)电荷存储层的电子数目来实现多值存储状态。同时我们测试了多值存储状态的时间保持性和重复擦写能力,实验结果表明各个存储状态均呈现良好的时间保持性和重复擦写能力。值得注意的是,各个存储态之间也可以实现良好的状态切换和重复擦写。本论文阐明了基于有机场效应晶体管的日盲探测器对254纳米紫外线选择性响应和存储的机制,实现了紫外曝光剂量监测计和多值存储器的原型器件。研究结果为将来在柔性紫外曝光剂量监测和在多值存储领域的应用提供了重要信息。