【摘要】：有機(jī)半導(dǎo)體材料由于柔韌性好、可溶液法加工的特點(diǎn)以及在大面積柔性電子電路中的潛在應(yīng)用,備受廣大電子學(xué)領(lǐng)域研究者的青睞。隨著大量性能優(yōu)異的有機(jī)半導(dǎo)體材料的不斷涌現(xiàn),以及器件制備技術(shù)的進(jìn)步,有機(jī)電子器件開(kāi)始朝著多元化、功能化的方向發(fā)展。近年來(lái)隨著光電技術(shù)的飛速發(fā)展,以光電晶體管為代表的功能化半導(dǎo)體器件已經(jīng)成為有機(jī)電子領(lǐng)域的熱門(mén)方向。而當(dāng)前報(bào)道的能夠有效提高光電晶體管性能的有效方法較少,且受限于自身材料性質(zhì),本論文以活性層材料結(jié)構(gòu)和器件結(jié)構(gòu)兩個(gè)的重要影響因素為研究起點(diǎn),設(shè)計(jì)制備了具有高光響應(yīng)度,寬光譜吸收的新型有機(jī)光電晶體管,并對(duì)其功能及應(yīng)用進(jìn)行了研究與探索。具體的研究工作主要包括以下兩個(gè)方面;1.選用具有強(qiáng)分子間共軛堆積效應(yīng)的傒酰亞胺類(lèi)小分子材料,利用非溶劑生長(zhǎng)法制備了納米線溶液,并利用液-液界面相互作用使納米線在氣/液界面定向生長(zhǎng)為局部排列有序的超分子納米線薄膜,制備了具有高光響應(yīng)度的傒酰亞胺納米線薄膜光電晶體管。此外,通過(guò)界面修飾手段對(duì)器件性能進(jìn)一步優(yōu)化,使得基于納米線薄膜活性層的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的最高遷移率高達(dá)4×10-4 cm2V-1s-1,表現(xiàn)出優(yōu)異的電荷傳輸性質(zhì)。同時(shí)得益于活性層材料有序的納米線薄膜形貌及良好的光譜吸收性質(zhì),PTCDI-C8納米線薄膜光電晶體管展現(xiàn)出超高的光電響應(yīng)性質(zhì),光照電流/無(wú)光照電流最大值高達(dá)2.8×104,為有機(jī)半導(dǎo)體光電材料找到了新的應(yīng)用出口。2.設(shè)計(jì)構(gòu)建了一種新型懸浮柵結(jié)構(gòu)器件,選用有機(jī)本體異質(zhì)結(jié)作為吸光層,n型萘酰亞胺類(lèi)小分子半導(dǎo)體作為電荷傳輸層,有效結(jié)合有機(jī)異質(zhì)結(jié)優(yōu)異的吸光性質(zhì)和萘酰亞胺類(lèi)小分子半導(dǎo)體優(yōu)異的電荷傳輸性質(zhì),懸浮柵光電晶體管在32.4μW/cm2弱光下電流變化值最大為300 n A,光響應(yīng)度高達(dá)4840 m A/W,表現(xiàn)出超靈敏光響應(yīng)性質(zhì),并深入分析了其光電響應(yīng)機(jī)制,系統(tǒng)探究了光吸收層材料、隔離層材料及成膜方式對(duì)光電晶體管場(chǎng)效應(yīng)調(diào)控性質(zhì)及光響應(yīng)性質(zhì)的影響,為構(gòu)建新型高性能的光電晶體管提供了新策略。
【圖文】：

第1 章 緒論膜制備技術(shù)（例如旋涂，卷對(duì)卷印刷，噴涂和刮涂（圖 1.1a））將溶液在低溫的環(huán)境條件下沉積在大面積的襯底上，將半導(dǎo)體材料的易加工性，易于集成性，與自身極好的光電性質(zhì)有效結(jié)合，制備出寬光譜識(shí)別的光電探測(cè)器[21]。目前，基于有機(jī)光敏材料的光電探測(cè)器已經(jīng)能夠檢測(cè)紫外到近紅外的光譜范圍，而且能夠有效結(jié)合材料自身的可溶液加工性，制備大面積、可彎曲的柔性光電傳感器，這也將大大促進(jìn)有機(jī)光電探測(cè)器件在可穿戴設(shè)備和生物醫(yī)學(xué)傳感領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展[22-25]。

是一種能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換成易于檢測(cè)的電信的光源信號(hào)功能的電子器件，目前已經(jīng)在醫(yī)探測(cè)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景[26-30]。特機(jī)光電晶體管，，如圖 1.2 所示，除了由施加的光信號(hào)也被用作附加的控制端以產(chǎn)生傳輸載于場(chǎng)效應(yīng)結(jié)構(gòu)的光電晶體管通常比光電二極低的噪聲電流。而且由于光電晶體管結(jié)構(gòu)較子電路中，使其在單個(gè)器件中同時(shí)具備光探從威廉·肖克利于 1951 年將第一個(gè)光電晶體料的光電晶體管已經(jīng)得到了很大的發(fā)展。而有機(jī)半導(dǎo)體材料的有機(jī)光電晶體管在過(guò)去的性能都可以與無(wú)機(jī)材料相媲美，而且它們能光電性質(zhì)以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)不同性質(zhì)、不同波長(zhǎng)光源
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN386

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