有機(jī)半導(dǎo)體由于具有成本低、可利用溶液法加工和可彎曲等優(yōu)點(diǎn),其在柔性電子產(chǎn)品中具有巨大的應(yīng)用前景。在過(guò)去幾十年中,盡管有機(jī)半導(dǎo)體的電學(xué)性能有了顯著的提升,但是對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體電荷輸運(yùn)機(jī)理的理解仍然缺乏。在本論文中,我們制備了高質(zhì)量的有機(jī)小分子單晶和有機(jī)半導(dǎo)體聚合物,用它們來(lái)研究有機(jī)材料的本征輸運(yùn)性質(zhì)和電荷摻雜對(duì)其電學(xué)性質(zhì)的影響。通過(guò)對(duì)這些材料電學(xué)性能的詳細(xì)研究,我們對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體的電荷輸運(yùn)機(jī)制提出了新的見(jiàn)解。首先,我們對(duì)物理氣相傳輸法生長(zhǎng)的紅熒烯單晶的生長(zhǎng)條件（如溫度、流量計(jì)速率等）進(jìn)行了優(yōu)化,得到了高質(zhì)量的紅熒烯單晶。我們通過(guò)光學(xué)顯微鏡和X射線(xiàn)衍射儀來(lái)表征紅熒烯單晶的生長(zhǎng)狀況,之后通過(guò)制備空氣間隙結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管來(lái)測(cè)量紅熒烯單晶的本征遷移率,其最高遷移率可以達(dá)到10 cm²V^-1S^-1這個(gè)數(shù)量級(jí)。此外,我們通過(guò)拓?fù)浠瘜W(xué)聚合法制備了半導(dǎo)體聚合物聚二碘二炔（PIDA）。通過(guò)真空退火或置于溶液蒸汽中的方式對(duì)其進(jìn)行處理可以改變PIDA的電學(xué)性質(zhì),這是石墨化導(dǎo)致的,PIDA的電導(dǎo)率在石墨化后可以提升幾個(gè)數(shù)量級(jí)。我們對(duì)PIDA進(jìn)行了低溫... 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

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圖 1.2 常見(jiàn)有機(jī)小分子材料和聚合物半導(dǎo)體的分子式對(duì)于有機(jī)小分子材料，尤其是有機(jī)小分子單晶，它們的分子排列高度有序，的缺陷和晶界非常少。這種高度有序的結(jié)構(gòu)能夠讓載流子在分子之間實(shí)現(xiàn)輸，因此有機(jī)小分子通常擁有較高的遷移率。與有機(jī)小分子材料相比較而言半導(dǎo)體的微觀(guān)結(jié)構(gòu)要更加的復(fù)雜。聚合物半導(dǎo)體的長(zhǎng)鏈容易彎曲、扭曲并且分子鏈扭結(jié)在一起，因此聚合物半導(dǎo)體相比有機(jī)小分子要更加無(wú)序。有機(jī)半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)制碳原子的雜化碳原子的原子序數(shù)為 6，它有 6 個(gè)核外電子，分別占據(jù) 1s2,2s2和 2p2原子軌原子的最外層有 4 個(gè)電子，主量子數(shù)都為 2，形成晶體時(shí)它們形成 2s,2px,2p

圖 1.3 碳原子的 sp、sp2、sp3三種雜化示意圖在 sp 雜化中，1 個(gè) s 軌道與 1 個(gè) p 軌道混合，剩下的 2 個(gè) p 軌道不變，這 2 個(gè)新軌道的夾角是 180°，由 sp 雜化構(gòu)成的分子多為直線(xiàn)型的，比如 C種分子當(dāng)中，相鄰的兩個(gè)碳原子的雜化軌道相互指向，形成的是很強(qiáng)的共價(jià) σ 鍵。在垂直于軸向的另外兩個(gè)方向上，每個(gè)碳原子還各有一個(gè) p 軌道電子電子云肩并肩形成較弱的 π 鍵。在 sp2雜化中，1 個(gè) s 軌道與 2 個(gè) p 軌道雜化形成 3 個(gè)雜化軌道，它們之間 120°，并且在同一平面內(nèi)。在平面外還有一個(gè)垂直于平面的 pz軌道。sp2料中很常見(jiàn)，典型代表為聚乙炔和石墨烯，所有的碳原子都在同一個(gè)平面內(nèi)子間的夾角為 120°，每個(gè)碳原子還有垂直于這個(gè)平面的 π 鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)電子在 sp3雜化中，1 個(gè) s 軌道與 3 個(gè) p 軌道雜化組成 4 個(gè)等價(jià)的雜化軌道。各

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]丁二炔類(lèi)材料拓?fù)浠瘜W(xué)聚合行為[J]. 李清源,姚奕帆,仇格,張盼,董煥麗,胡文平.  科學(xué)通報(bào). 2016(24)



本文編號(hào)：3535164