有機半導(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,其在柔性電子產(chǎn)品中具有巨大的應(yīng)用前景。在過去幾十年中,盡管有機半導(dǎo)體的電學(xué)性能有了顯著的提升,但是對有機半導(dǎo)體電荷輸運機理的理解仍然缺乏。在本論文中,我們制備了高質(zhì)量的有機小分子單晶和有機半導(dǎo)體聚合物,用它們來研究有機材料的本征輸運性質(zhì)和電荷摻雜對其電學(xué)性質(zhì)的影響。通過對這些材料電學(xué)性能的詳細研究,我們對有機半導(dǎo)體的電荷輸運機制提出了新的見解。首先,我們對物理氣相傳輸法生長的紅熒烯單晶的生長條件（如溫度、流量計速率等）進行了優(yōu)化,得到了高質(zhì)量的紅熒烯單晶。我們通過光學(xué)顯微鏡和X射線衍射儀來表征紅熒烯單晶的生長狀況,之后通過制備空氣間隙結(jié)構(gòu)的場效應(yīng)晶體管來測量紅熒烯單晶的本征遷移率,其最高遷移率可以達到10 cm²V^-1S^-1這個數(shù)量級。此外,我們通過拓撲化學(xué)聚合法制備了半導(dǎo)體聚合物聚二碘二炔（PIDA）。通過真空退火或置于溶液蒸汽中的方式對其進行處理可以改變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數(shù)量級。我們對PIDA進行了低溫... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

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圖 1.2 常見有機小分子材料和聚合物半導(dǎo)體的分子式對于有機小分子材料，尤其是有機小分子單晶，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現(xiàn)輸，因此有機小分子通常擁有較高的遷移率。與有機小分子材料相比較而言半導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)要更加的復(fù)雜。聚合物半導(dǎo)體的長鏈容易彎曲、扭曲并且分子鏈扭結(jié)在一起，因此聚合物半導(dǎo)體相比有機小分子要更加無序。有機半導(dǎo)體的導(dǎo)電機制碳原子的雜化碳原子的原子序數(shù)為 6，它有 6 個核外電子，分別占據(jù) 1s2,2s2和 2p2原子軌原子的最外層有 4 個電子，主量子數(shù)都為 2，形成晶體時它們形成 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 s 軌道與 1 個 p 軌道混合，剩下的 2 個 p 軌道不變，這 2 個新軌道的夾角是 180°，由 sp 雜化構(gòu)成的分子多為直線型的，比如 C種分子當(dāng)中，相鄰的兩個碳原子的雜化軌道相互指向，形成的是很強的共價 σ 鍵。在垂直于軸向的另外兩個方向上，每個碳原子還各有一個 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 s 軌道與 2 個 p 軌道雜化形成 3 個雜化軌道，它們之間 120°，并且在同一平面內(nèi)。在平面外還有一個垂直于平面的 pz軌道。sp2料中很常見，典型代表為聚乙炔和石墨烯，所有的碳原子都在同一個平面內(nèi)子間的夾角為 120°，每個碳原子還有垂直于這個平面的 π 鍵來實現(xiàn)電子在 sp3雜化中，1 個 s 軌道與 3 個 p 軌道雜化組成 4 個等價的雜化軌道。各

【參考文獻】：
期刊論文
[1]丁二炔類材料拓撲化學(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. 2016(24)



本文編號：3535164