本文選題：有機(jī)雙極型半導(dǎo)體 + 有機(jī)薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管�。� 參考：《蘭州大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：自上世紀(jì)八十年代以來,有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的研究得到了廣泛的關(guān)注。有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管不僅是新一代廉價(jià)和柔性的有機(jī)電路的基礎(chǔ)構(gòu)建模塊,而且它們也提供了一個(gè)重要的視角來了解π共軛系統(tǒng)中電荷的傳輸,并作為一個(gè)重要的工具來探索π共軛系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。在本論文中,我們首先介紹了有機(jī)雙極型薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的構(gòu)筑方法。我們嘗試通過提高分子的純度,改變蒸鍍時(shí)的基底溫度,加入SAMs和緩沖層來修飾場(chǎng)效應(yīng)晶體管中兩個(gè)重要的界面,從而提高薄膜器件的性能。接下來,我們成功地用溶液法獲得了具有高性能的TIPSPEN的器件,并且初步嘗試了用溶液法制備有機(jī)單晶場(chǎng)效應(yīng)晶體管。此外,構(gòu)筑了一系列基于雙極性有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)材料反相器的構(gòu)筑,探討了雙極性材料場(chǎng)效應(yīng)晶體管和有機(jī)反相器的電學(xué)性質(zhì)以及兩者之間的相互關(guān)系。最后,分別構(gòu)筑了單層和雙層有機(jī)光敏場(chǎng)效應(yīng)晶體管,并且探討了其光響應(yīng)的特性。本論文主要包含了以下六部分的內(nèi)容：第一章,簡(jiǎn)單地介紹了有機(jī)π共軛材料的發(fā)展情況。主要介紹了有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本知識(shí),包括工作原理、伏安特性曲線、電荷傳輸模型、電極的注入以及柵極絕緣層作用。分析了影響器件性能的兩個(gè)因素：π共軛系統(tǒng)的影響和器件物理性能的影響。此外,簡(jiǎn)要地介紹了有機(jī)小分子材料的類型。第二章,我們制備了基于有機(jī)雙極性材料的薄膜器件,為了提高器件的性能,我們對(duì)組成器件的半導(dǎo)體層和器件中的兩個(gè)界面進(jìn)行優(yōu)化。通過用管式爐對(duì)材料提純；在蒸鍍的過程中改變基底溫度；用SAMs修飾絕緣層/有機(jī)半導(dǎo)體間的界面；引入很薄的緩沖層修飾有機(jī)半導(dǎo)體/電極間的界面等方法優(yōu)化了器件性能。第三章,我們嘗試了用溶液法制備有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。通過滴涂法成功地制備了具有高性能的TIPSPEN的器件,同時(shí)將該方法用于雙極型分子中,并且對(duì)方法進(jìn)行了優(yōu)化。此外,我們初步嘗試用溶液法構(gòu)筑單晶器件,但是器件性能不理想,仍需要進(jìn)一步優(yōu)化。第四章,我們制備了一系列基于兩種單極型和雙極性的有機(jī)小分子半導(dǎo)體材料的反相器。對(duì)電壓轉(zhuǎn)移特性曲線、增益以及噪聲容限等重要參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試,并且研究了互補(bǔ)型反相器和雙極型反相器的工作原理,探究場(chǎng)效晶體管載流子傳輸性質(zhì)與以其為基礎(chǔ)的反相器性能之間的相互關(guān)系。第五章,我們分別構(gòu)筑了單層和雙層有機(jī)光敏場(chǎng)效應(yīng)晶體管。首先我們獲得了對(duì)紅光有較大響應(yīng)的單層光敏器件。此外,為了提高光響應(yīng)特性,引入了有機(jī)異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu),我們發(fā)現(xiàn)對(duì)于不同結(jié)構(gòu)的雙層器件,不僅表現(xiàn)出了不同的場(chǎng)效應(yīng)特性,也表現(xiàn)出了不同的光響應(yīng)特性。第六章,總結(jié)了本論文所進(jìn)行的工作以及還需要完善的地方,分析了當(dāng)今有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管研究所面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
[Abstract]:Since the eighties of the last century, the research of airfield effect transistors has been paid more and more attention.Airfield effect transistors are not only the basic building blocks of a new generation of cheap and flexible organic circuits, but they also provide an important perspective on the transmission of charges in 蟺 conjugate systems.And as an important tool to explore the relationship between structure and properties in 蟺-conjugate systems.In this thesis, we first introduce the construction of organic bipolar thin film FET devices.We try to improve the performance of thin film devices by improving the purity of molecules, changing the substrate temperature during evaporation, adding SAMs and buffer layer to modify two important interfaces in FET.Then, we have successfully obtained TIPSPEN devices with high performance by solution method, and we have made a preliminary attempt to fabricate organic single crystal field-effect transistors by solution method.In addition, a series of bipolar field effect material inverters are constructed, and the electrical properties of bipolar material field effect transistors and organic inverters are discussed as well as the relationship between them.Finally, single-layer and double-layer organic Guang Min field effect transistors are constructed, and their optical response characteristics are discussed.This paper mainly includes the following six parts: chapter 1, briefly introduces the development of organic 蟺-conjugated materials.The basic knowledge of field effect transistors is introduced, including working principle, volt-ampere characteristic curve, charge transfer model, electrode injection and the action of gate insulator.The influence of 蟺 conjugate system and the physical property of the device are analyzed.In addition, the types of organic small molecular materials are briefly introduced.In chapter 2, we fabricate thin film devices based on organic bipolar materials. In order to improve the performance of the devices, we optimize the semiconductor layer and the interface of the devices.The device performance was optimized by purifying the material with tube furnace, changing substrate temperature during evaporation, modifying the interface between insulation layer and organic semiconductor with SAMs, and introducing a very thin buffer layer to modify the interface between organic semiconductor and electrode.In chapter 3, we try to fabricate the airfield effect transistor by solution method.TIPSPEN devices with high performance have been successfully fabricated by drop coating method. The method has been applied to bipolar molecules and the method has been optimized.In addition, we try to construct single crystal device by solution method, but the performance of the device is not ideal, so it needs further optimization.In chapter 4, we prepare a series of inverters based on two unipolar and bipolar organic small molecular semiconductor materials.Some important parameters, such as voltage transfer characteristic curve, gain and noise tolerance, are tested, and the working principles of complementary inverter and bipolar inverter are studied.The relationship between the carrier transport properties of field-effect transistors and the performance of the inverters based on them is investigated.In chapter 5, we construct single layer and double layer organic Guang Min field effect transistors.First of all, we obtain a single layer Guang Min device which has a large response to red light.In addition, in order to improve the optical response characteristics, the organic heterojunction structure is introduced. We find that the double-layer devices with different structures not only exhibit different field effect characteristics, but also exhibit different optical response characteristics.In the sixth chapter, the thesis summarizes the work done in this paper, and analyzes the challenges and opportunities of the research on the airport effect transistors.
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN386

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本文編號(hào)：1770487