【摘要】：紅熒烯由于具有導(dǎo)電性好,吸收系數(shù)高等優(yōu)良的半導(dǎo)體特性和熒光特性受到科研人員的廣泛關(guān)注。但是紅熒烯分子成膜性差、結(jié)晶過程難以控制。本論文針對(duì)這一問題,基于溶液加工方法分別利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚苯乙烯(PS)作為界面修飾層誘導(dǎo)紅熒烯結(jié)晶。對(duì)比分析了界面修飾層、成膜溫度和聚合物濃度對(duì)紅熒烯晶體生長(zhǎng)的影響,實(shí)現(xiàn)了大面積連續(xù)的高質(zhì)量紅熒烯結(jié)晶薄膜的制備。利用原子力顯微鏡、偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡及透射電子顯微鏡研究了所制備的紅熒烯薄膜的晶體形貌和晶體結(jié)構(gòu),并且研究了紅熒烯球晶的生長(zhǎng)機(jī)制。結(jié)果表明,PVP和PS作為界面修飾層能促進(jìn)紅熒烯結(jié)晶成膜,低濃度的PVP和PS及合適的成膜溫度有利于大面積連續(xù)的紅熒烯球晶的形成,并且發(fā)現(xiàn)紅熒烯球晶由更細(xì)小的枝狀晶體緊密排列而成。PVP作為界面修飾層制備的紅熒烯結(jié)晶薄膜表現(xiàn)出了明顯的歐姆特性,在一定范圍內(nèi)電流隨電壓的增加而增加。以PS界面修飾層誘導(dǎo)制備的紅熒烯結(jié)晶薄膜為有源層制備了電流開關(guān)比約為10~5的薄膜晶體管。該紅熒烯薄膜晶體管具有顯著的光敏性,光響應(yīng)速度快,重復(fù)性高,穩(wěn)定性好,200 mW/cm~2的模擬太陽光照射下的最大光響應(yīng)度達(dá)到4.7μA/W,光電流/暗電流比可達(dá)到10~3。
【圖文】：

首先聚集到一起形成分立的非晶的團(tuán)狀島形貌，隨后結(jié)晶性紅熒烯薄膜開始在非晶團(tuán)狀島周圍出現(xiàn)，證明了 OTS 界面修飾層可以使紅熒烯結(jié)晶成膜。以此結(jié)晶薄膜為有源層制備紅熒烯薄膜晶體管，相應(yīng)的遷移率為 2.5 cm2/Vs，器件性能得到了很大提高。1.2.2 有機(jī)半導(dǎo)體薄膜加工方法（1）真空蒸鍍方法真空蒸鍍方法鍍膜是在真空環(huán)境下，通過加熱，使蒸發(fā)容器中的待成膜材料氣化（或升華），蒸汽流飛射到基底表面凝聚形成固態(tài)薄膜的方法。利用此方法成膜不會(huì)引入溶劑，所制備的有機(jī)薄膜純度高，器件性能好。另外由于大多數(shù)有機(jī)小分子不易溶于有機(jī)溶劑，利用溶液加工方法成膜較難實(shí)現(xiàn)，因此真空蒸鍍是加工有機(jī)小分子薄膜最常用的方法。以真空蒸鍍方法制備的并五苯薄膜為有源層制備有機(jī)薄膜晶體管，其相應(yīng)的載流子遷移率為 23.2 cm2/Vs[7]。如圖 1.1 所示，Park 實(shí)驗(yàn)組通過真空沉積方法制備得到了包含結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)域的紅熒烯薄膜[8]，他們以不同區(qū)域的薄膜為載流子傳輸通道制備薄膜晶體管，結(jié)果發(fā)現(xiàn)結(jié)晶區(qū)域的紅熒烯薄膜的載流子遷移率比非結(jié)晶區(qū)域的遷移率高。

溶液加工成膜方法具有加工簡(jiǎn)便、低成本，耗時(shí)短等特點(diǎn)[9,10]，近年來引起科研人員的普遍關(guān)注。在溶液加工方法中，有機(jī)薄膜的制備受溶劑的蒸發(fā)速度和蒸發(fā)流動(dòng)方向的影響，，溶劑選擇、過程條件調(diào)控均會(huì)影響最終光電器件的性能。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O78

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉瑞;徐征;趙謖玲;張�？�;曹曉寧;孔超;曹文U

本文編號(hào)：2677507