本文關(guān)鍵詞：溶液法制備有機(jī)薄膜晶體管有源層的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近幾十年,有機(jī)半導(dǎo)體材料開始受到人們的關(guān)注。在這個(gè)背景下,有機(jī)薄膜晶體管(Organic Thin Film Transistors,OTFTs)的研究也隨之開展起來。由于其潛在的優(yōu)勢(shì),溶液加工的有機(jī)薄膜晶體管吸引了相當(dāng)?shù)闹匾�。有機(jī)半導(dǎo)體材料在OTFTs中主要起到載流子傳輸作用,半導(dǎo)體材料的內(nèi)在性質(zhì)與界面性質(zhì)決定了載流子傳輸快慢,從而決定OTFTs的性能。Rubrene作為一種小分子有機(jī)半導(dǎo)體材料,在載流子遷移率、激子擴(kuò)散長(zhǎng)度以及發(fā)光效率等方面優(yōu)勢(shì)突出,是用于制備OTFTs的最有前景的材料之一。本文研究的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)部分：(1)采用溶液旋涂法制備PEDOT薄膜,并使用橢圓偏振光譜儀測(cè)量PEDOT薄膜的光學(xué)參數(shù)。通過使用PEDOT修飾電極,在電極和Rubrene薄膜間形成歐姆接觸。(2)探索退火溫度對(duì)Rubrene薄膜特性的影響,薄膜導(dǎo)電特性在退火溫度為373 K時(shí)最佳,在10V偏置電壓下,電流密度最大可達(dá)0.93 A/cm2。(3)選用苯甲醚、氯苯、甲苯和氯仿等溶劑旋涂制備Rubrene薄膜,研究溶劑沸點(diǎn)對(duì)Rubrene薄膜特性的影響。使用橢圓偏振光譜分析儀和空間電荷限制電流法分別提取薄膜光學(xué)參數(shù)和電學(xué)參數(shù)。結(jié)果表明：當(dāng)使用高沸點(diǎn)的苯甲醚作溶劑時(shí),800 nm下薄膜折射率最大為1.78,粗糙層厚度最小為11.92 nm,空穴遷移率最大為1.58×10-5cm2/(V·s)。隨后,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速制備較薄的Rubrene薄膜,進(jìn)一步對(duì)其電流傳輸特性進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)采用不同溶劑時(shí),Rubrene薄膜具有不同的電流傳輸特性。隨偏置電壓的增加,雙對(duì)數(shù)J-V曲線存在斜率依次為1,2,大于3以及2的不同區(qū)域。根據(jù)不同區(qū)域的傳輸特性,分析相對(duì)應(yīng)的電流傳輸理論,并結(jié)合公式計(jì)算薄膜陷阱密度和空穴遷移率。當(dāng)采用苯甲醚作溶劑時(shí),薄膜有最小的陷阱密度2.43×1017/cm3和最大的空穴遷移率2.41×10-5cm2/(V·s)。(4)研究溶劑蒸汽輔助退火溫度對(duì)薄膜光學(xué)特性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：溶劑蒸汽輔助退火溫度由300 K增加到310 K時(shí),800 nm下薄膜光學(xué)帶隙由2.14 eV減小到2.09eV,而薄膜粗糙層厚度從29.2 nn降到27.4nm。然而,當(dāng)處理溫度達(dá)到320 K后,與處理溫度為310 K時(shí)薄膜相比質(zhì)量顯著劣化。
【關(guān)鍵詞】：紅熒烯 空間電荷限制電流法 溶劑蒸汽輔助退火 溶劑沸點(diǎn) 橢偏光譜
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN321.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-12
• 1.1 引言7
• 1.2 有機(jī)半導(dǎo)體的研究與進(jìn)展7-9
• 1.2.1 國外研究進(jìn)展7-8
• 1.2.2 國內(nèi)研究進(jìn)展8-9
• 1.3 有機(jī)電子器件的應(yīng)用領(lǐng)域9-10
• 1.3.1 有機(jī)發(fā)光二極管9
• 1.3.2 有機(jī)RFID標(biāo)簽9
• 1.3.3 有機(jī)太陽能電池9-10
• 1.3.4 其他應(yīng)用產(chǎn)品10
• 1.4 有機(jī)電子器件面臨的挑戰(zhàn)10-11
• 1.5 本論文的主要內(nèi)容11-12
• 第二章 有機(jī)薄膜晶體管及其相關(guān)理論12-23
• 2.1 有機(jī)薄膜晶體管12-19
• 2.1.1 有機(jī)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)12-13
• 2.1.2 有機(jī)薄膜晶體管的材料13-16
• 2.1.3 有機(jī)薄膜晶體管的工作原理16-18
• 2.1.4 有機(jī)薄膜晶體管的主要性能參數(shù)18-19
• 2.2 有機(jī)半導(dǎo)體的注入機(jī)制19-22
• 2.2.1 理查德森-肖特基注入模式20
• 2.2.2 富勒-諾德海姆注入模式20-21
• 2.2.3 空間電荷限制電流模型21-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 第三章 有機(jī)薄膜晶體管有源層的制備與研究23-42
• 3.1 器件制備工藝和所用設(shè)備23-27
• 3.1.1 旋涂法制備有機(jī)薄膜23-24
• 3.1.2 噴墨打印制備銀電極24-25
• 3.1.3 橢圓偏振光譜儀提取薄膜光學(xué)性能參數(shù)25-27
• 3.2 Rubrene材料的性能27
• 3.3 器件的制備及性能研究27-41
• 3.3.1 PEDOT：PSS空穴緩沖層的引入28-30
• 3.3.2 退火溫度對(duì)Rubrene薄膜電學(xué)性能的影響30-31
• 3.3.3 溶劑沸點(diǎn)對(duì)Rubrene薄膜性能的影響31-36
• 3.3.4 Rubrene薄膜較薄時(shí)的電流特性36-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 溶劑蒸汽輔助退火溫度對(duì)Rubrene薄膜性能的影響42-48
• 4.1 實(shí)驗(yàn)步驟42
• 4.2 溶劑蒸汽輔助退火溫度對(duì)Rubrene薄膜光學(xué)性能的影響42-47
• 4.2.1 溶劑蒸汽輔助退火溫度對(duì)薄膜折射率的影響43-45
• 4.2.2 溶劑蒸汽輔助退火溫度對(duì)光學(xué)帶隙Eg的影響45-47
• 4.3 本章小結(jié)47-48
• 第五章 結(jié)論與展望48-50
• 5.1 全文總結(jié)48
• 5.2 展望48-50
• 致謝50-51
• 參考文獻(xiàn)51-55
• 附錄：作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文55

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