【摘要】：光探測(cè)成像因在信息傳輸、環(huán)境監(jiān)測(cè)、天文研究以及衛(wèi)生保健等領(lǐng)域的應(yīng)用而受到極大的關(guān)注。光電晶體管具有場(chǎng)效應(yīng)晶體管的三電極結(jié)構(gòu),在降低噪聲,放大信號(hào)的方面具有優(yōu)勢(shì),是一種新型的光電探測(cè)器件結(jié)構(gòu)。使用結(jié)構(gòu)有序的有機(jī)單晶和有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料作為場(chǎng)效應(yīng)晶體管的活性層材料,能有效提升其場(chǎng)效應(yīng)遷移率,對(duì)于制備高性能的光電晶體管具有重要意義;同時(shí),溶液法是實(shí)現(xiàn)低成本、大規(guī)模制備有機(jī)半導(dǎo)體/有機(jī)復(fù)合光電晶體管的主要方法。目前關(guān)于溶液法制備高質(zhì)量的有機(jī)半導(dǎo)體單晶光電晶體管的報(bào)道較少,實(shí)現(xiàn)具有實(shí)際應(yīng)用意義的有機(jī)單晶光電晶體管仍是一個(gè)挑戰(zhàn);具有三維晶體結(jié)構(gòu)的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料不適于橫向傳輸電子,限制了其在具有平面結(jié)構(gòu)的晶體管方面的應(yīng)用,目前常用鈣鈦礦與高導(dǎo)電性的材料(如石墨烯、碳納米管等)復(fù)合作為光電晶體管的活性層,提升載流子遷移率的同時(shí)導(dǎo)致噪聲電流增大,信噪比低是其主要的缺點(diǎn),因而低成本且性能優(yōu)異的鈣鈦礦光電晶體管的制備仍有待進(jìn)一步的探索實(shí)現(xiàn)。本論文采用有機(jī)半導(dǎo)體單晶和有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦作為晶體管的活性層材料,以溶液法制備高性能的光電晶體管為目的,開(kāi)展了一系列的工作。1.采用溶液法制備高質(zhì)量的C8-BTBT帶狀單晶,并將其作為場(chǎng)效應(yīng)晶體管的溝道層材料,得到的空穴遷移率為0.89-1.57cm~2 V~(-1)s~(-1)。并使用可見(jiàn)盲區(qū)紫外信號(hào)(365nm)和深紫外信號(hào)(280nm)作為光源,對(duì)器件的光探測(cè)性能進(jìn)行測(cè)試,得到得到光暗電流比P=3.0×104,響應(yīng)度R=1200AW~(-1)的,該結(jié)果為有機(jī)紫外光探測(cè)的最高水平。2.溶液法制備具有“二維”晶體結(jié)構(gòu)特征的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料,其薄膜的場(chǎng)效應(yīng)遷移率達(dá)到了 0.76～1.2cm~2 V~(-1) s~(-1),該器件在極微弱的紅、綠、藍(lán)光照射下得到了優(yōu)異的綜合性能,其響應(yīng)度和光暗電流比分別高達(dá)1.9× 104AW~(-1)和8000,達(dá)到了已有的鈣鈦礦光電晶體管報(bào)道中的最高水平。
【圖文】：

在實(shí)際應(yīng)用中更常被使用。用作光電晶體管活性層材料的有機(jī)半導(dǎo)體單晶一般具逡逑有二維片狀結(jié)構(gòu)，，則其分子排列方向與載流子傳輸方向相符，因而可得到更高的逡逑性能。Ｋｉｍ等制備了蒽衍生物片狀單晶Ａ－ＥＨＤＴＴ邋（如圖１．２ａ，ｂ所示），用作光逡逑電晶體管的活性材料，其場(chǎng)效應(yīng)遷移率達(dá)到０．２－１．６邋ｃｍ２邋ＶＹ１，并在極弱的光照逡逑條件下（１．４ｐＷｃｎＴ２）得到了邋ｌ．Ｏ－ｌ．ｌ邋ｘ邋ｌ0４ＡＷ－１的高響應(yīng)度ｉ？和１．４ｘ邋１0５的高逡逑光暗電流比Ｐ［３］。蒽衍生物單晶的電子衍射圖譜顯示該單晶為高有序Ｊ型分子堆逡逑積（如圖１．２邋Ｃ－ｆ），即面－面排列。作者指出高光電性能源于分子間強(qiáng)烈的７ＷＩ相逡逑互作用顯著提高了光生電荷的傳輸。逡逑~栧澹隋危

本文編號(hào)：2522210