【摘要】：小分子有機半導體低維材料,由于其具有優(yōu)于無機半導體材料和高分子材料的良好光電性能,成為近幾年來研究的熱點。小分子有機半導體的超薄低維結構方便加工、分子和性能可調節(jié)、可與柔性基底兼容、同時可以使用溶液法低成本、大面積的加工,可應用于微型電子器件,是印刷電子和制備柔性器件的理想材料。但是超薄低維有機半導體晶體的可控制備依舊是一個難題,對晶體的結構與性能之間的關系研究也尚處于起步階段。因此,實現(xiàn)低維有機晶體的可控制備以及性能的研究具有重要的理論和應用價值。本文使用浸漬提拉法,實現(xiàn)了對烷烴有機小分子和不同碳鏈長度的苯并噻吩稠環(huán)類(簡稱TF)有機半導體分子低維晶體的可控構筑,同時在它們的結構和光電性能方面做了一些研究:1.我們使用浸漬提拉法研究了不同碳鏈長度的烷烴分子低維結構的構筑,最終得到了三十二烷一維的條紋結構和四十四烷超薄二維有機晶體,并對其形貌和結構進行表征。隨后,我們將一維三十二烷條紋薄膜和四十四烷晶體薄膜作為模板層,誘導有機半導體分子并五苯(Pentacene)、6,13-雙(三異丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯(TIPS-pentacene)、2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩(C8-BTBT)的生長。為了進一步研究使用模板法生長的有機半導體晶體薄膜的電學性能,我們構筑了基于并五苯/烷烴分子的底柵頂接觸類型的場效應晶體管。實驗結果表明,室溫下,基于模板法生長的并五苯器件顯示出優(yōu)于傳統(tǒng)并五苯器件的性能,器件遷移率由0.064 cm2/V·s提高到了0.49 cm2/V·s,這是由于并五苯形貌中螺旋位錯結構的減少和烷烴分子作為絕緣層具有一定的鈍化作用。2.我們使用提拉法通過控制溶液的濃度、溶劑的種類和提拉速率等因素可控的生長有機半導體分子TF-C6和TF-C12的低維有機晶體,實驗結果表明,由于這兩種分子的溶解度存在較大的差異,所以在不同的提拉速率下會形成不同的低維結構,TF-C6分子隨著提拉速率的減小,形貌會從條帶狀薄膜向線型晶體轉變,TF-C12在濃度較大和低速下會形成微納有機晶體,為了進一步研究它們的電學性能,我們構筑了底柵頂接觸場效應晶體管。測試結果表明,基于TF-C6一維纖維晶的器件性能要優(yōu)于使用物理氣相法沉積得到的薄膜器件。
【圖文】：

有機薄膜晶體管可以通過控制電場強度來影響半導體層的電學性能，是有機電子技術領域最重要的一類電子元器件。有機場效應晶體管的基本結構示意圖如圖1.1所示，由基底、絕緣層、有機有源層和電極組成。根據(jù)有機半導體層所處的位置不同，可以將器件分為底柵和頂柵晶體管兩類，通常采用的結構是底柵型的結構，因為這種結構可以避免有機層受到絕緣層和柵極沉積溫度過高而導致的破壞。底柵結構根據(jù)電極制備的位置又可以分為底柵底接觸和底柵頂接觸兩種類型，不同結構的示意圖如圖1.2所示。

通常采用的結構是底柵型的結構，因為這種結構可以避免有機層受到絕緣層和柵極沉積溫度過高而導致的破壞。底柵結構根據(jù)電極制備的位置又可以分為底柵底接觸和底柵頂接觸兩種類型，，不同結構的示意圖如圖1.2所示。
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O782.5

【參考文獻】

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1 李文連;有機電致發(fā)光顯示屏技術[J];液晶與顯示;2002年04期

本文編號：2708233