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有机半导体材料的出现催生了有机电子学的兴起以及有机电子器件的蓬勃发展,由于有机电子器件具有制备工艺简单、成本低、柔性等特点,各种有机电子器件,如有机发光二极管、有机太阳能电池以及有机场效应晶体管(organic field-effect transistor,OFET),得到了人们广泛而持久的关注。由于有机半导体材料良好的光吸收特性,有机光敏场效应管(photoresponsive organic field-effect transistor,Ph OFET)应运而生,其作为OFET重要一支,引起了研究者极大的兴趣,可以在光探测器、光纤通讯以及成像等领域有着重要应用。本文采用高迁移率的沟道传输层材料(包括有机、无机半导体材料),结合有机半导体材料的自身的优势,通过提高光生激子解离后产生的光生载流子的传输效率,从而大大提高光敏场效应管的性能,本文所采用的沟道传输层材料是富勒烯(C60)、类石墨烯材料二硫化钼(molybdenum disulfide,Mo S2)和氧化锌(zinc oxide,Zn O),具体如下:1、采用C60作为传输沟道层、酞菁铅(lead phthalocyanine,Pb Pc)作为光敏层,分别基于聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)和二氧化硅(Si O2)制备了Ph OFET,在PVA上生长的C60薄膜迁移率较高,有利于光生激子和载流子的传输运动,大大提高了有机光敏场效应管的性能。基于PVA为绝缘栅介质的器件在波长为808nm,光强为1.69 m W/cm2的光源照射下,其光响应度达到21A/W,外量子效率高达3230%。2、采用C60作为传输沟道材料、酞菁钕(neodymium phthalocyanine,Nd Pc2)为光敏层材料,制备了平面异质结结构器件、体异质结结构器件和混合平面体异质结结构器件并进行了对比研究。结果表明,混合平面体异质结结构Ph OFET的性能最优,其在波长为650 nm光强为5.92μW/cm2的光源照射下,光响应度达到108 A/W,外量子效率高达20612%,并且器件的最大光暗电流比为3.75×104。3、基于溶液法制备的C轴择优取向的氧化锌(zinc oxide,Zn O)薄膜和Pb Pc薄膜,分别制备了常规底栅顶接触和底栅掩埋电极结构的有机-无机薄膜光敏场效应管(photoresponsive organic-inorganic thin film field-effect transistor,Ph OIFET)。由于底栅掩埋结构器件可以有效地利用光敏层的吸光面积,并且器件的半导体材料能级与电极的金属功函数匹配的最好,最终底栅掩埋电极结构的器件性能最优,在波长为808 nm,光强为213.93μW/cm2的光源照射下,其光响应度为3.48 A/W,外量子效率为533.81%。虽然与上述所制备的器件相比,其性能并不是最优,但基于工艺简单的溶液法制备的Zn O薄膜的底栅掩埋电极结构器件的稳定性最好。4、制备了基于新型二维类石墨烯材料Mo S2薄膜为沟道传输层,Pb Pc薄膜为光敏层的高性能Ph OIFET,研究了铝(Al)、金(Au)、银(Ag)和铜(Cu)四种不同作为源漏电极的器件性能。在波长为808 nm光强为0.061μW/cm2的光源照射下,基于Al电极和Au电极的器件性能最好,光响应度分别达到1263.85 A/W和444.12 A/W。