【摘要】：有機(jī)薄膜晶體管是有機(jī)電子學(xué)領(lǐng)域的最基礎(chǔ)元件之一。隨著可穿戴傳感、電子仿生皮膚、可貼合透明顯示等新一代電子產(chǎn)品的快速發(fā)展,使有機(jī)薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管備受研究人員的關(guān)注。遷移率決定著器件的開(kāi)關(guān)速度以及輸出信號(hào)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,是有機(jī)薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管的重要性能參數(shù)之一。有機(jī)薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)電溝道位于半導(dǎo)體層內(nèi)緊靠絕緣層的一個(gè)或幾個(gè)分子層內(nèi),這導(dǎo)致了器件的電學(xué)性能強(qiáng)烈依賴于絕緣層表面性質(zhì)。對(duì)于薄膜器件,絕緣層表面性質(zhì)不僅影響了器件的載流子傳輸,還直接影響了其上半導(dǎo)體薄膜的生長(zhǎng)。因此絕緣層表面性質(zhì)是影響有機(jī)薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件性能的重要原因。本論文基于真空沉積法制備的DNTT薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管,探究了絕緣層表面性質(zhì)對(duì)有機(jī)薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管性能的影響,確定了影響器件性能的主導(dǎo)性因素,并明確了其作用規(guī)律。根據(jù)主導(dǎo)性因素的作用規(guī)律,實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣層表面性質(zhì)的有目的性改造,提升絕緣層上生長(zhǎng)的半導(dǎo)體薄膜質(zhì)量,提高薄膜器件性能。主要內(nèi)容如下:1.基于真空沉積法制備半導(dǎo)體薄膜,通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體薄膜的沉積條件的優(yōu)化,在真空度為5×10~(-4) Pa、襯底溫度為60℃、沉積速率為0.1?/s的條件下獲得了高質(zhì)量的DNTT半導(dǎo)體薄膜�；趦�(yōu)化后的沉積條件,在六種絕緣層上制備了DNTT薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管,研究絕緣層表面性質(zhì)對(duì)DNTT薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件性能的影響。結(jié)果表明,在黏附能最低的OTS/SiO_2絕緣層上獲得了最高的器件遷移率,高達(dá)4.75 cm~2V~(-1)s~(-1)。黏附能是影響半導(dǎo)體薄膜生長(zhǎng)及器件性能的主導(dǎo)性因素。黏附能越低,半導(dǎo)體薄膜晶粒越大,薄膜質(zhì)量越高,越有利于獲得高遷移率的薄膜器件的規(guī)律。2.為了驗(yàn)證黏附能規(guī)律的普適性,選取了經(jīng)典的pentacene半導(dǎo)體材料,在四種與pentacene之間具有不同黏附能的絕緣層上通過(guò)真空沉積法制備了pentacene薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管。結(jié)果表明,在與pentacene半導(dǎo)體之間黏附能最低的OTS/SiO_2絕緣層上獲得了最高的器件性能,為1.16 cm~2V~(-1)s~(-1)。基于pentacene薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管,成功地驗(yàn)證了黏附能規(guī)律的普適性。3.基于黏附能規(guī)律,通過(guò)OTS修飾對(duì)柔性的c-PVA絕緣層進(jìn)行有目的性的改造,改造后的絕緣層與半導(dǎo)體之間的黏附能由原來(lái)的81.92 mJ m~(-2)降低至44.33 mJ m~(-2),隨著黏附能的降低,器件遷移率得到明顯提升,平均遷移率由0.13 cm~2V~(-1)s~(-1)提升至1.96 cm~2V~(-1)s~(-1)�；陴じ侥芤�(guī)律,成功制備出高遷移率的柔性可貼合DNTT薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN321.5;TN386

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