本文關(guān)鍵詞：二維有機(jī)半導(dǎo)體及異質(zhì)結(jié)的精確生長(zhǎng)與應(yīng)用

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【摘要】：有機(jī)半導(dǎo)體憑借其輕便、柔性、價(jià)廉、可化學(xué)修飾等優(yōu)點(diǎn)在眾多領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景,尤其在顯示領(lǐng)域,有機(jī)發(fā)光二極管顯示器已經(jīng)進(jìn)入我們的生活并擁有大量市場(chǎng)。研究人員在研究有機(jī)薄膜晶體管時(shí)發(fā)現(xiàn),晶體管中載流子傳輸僅發(fā)生在有機(jī)半導(dǎo)體柵絕緣層界面處幾個(gè)分子層的范圍內(nèi)。與此同時(shí),以石墨烯、過渡金屬硫化物為代表的一系列二維材料被發(fā)現(xiàn)和廣泛研究,因此"二維有機(jī)半導(dǎo)體"的概念被提了出來,并且引起了廣泛的研究興趣。時(shí)至今日,科研人員在二維有機(jī)半導(dǎo)體的生長(zhǎng)制備和器件方面已取得重要進(jìn)展。目前已有數(shù)種方法制備二維有機(jī)半導(dǎo)體晶體,分為液相生長(zhǎng)法和氣相生長(zhǎng)法,但是精確可控地制備高質(zhì)量二維有機(jī)晶體依然是研究的難點(diǎn),同時(shí)二維有機(jī)晶體的異質(zhì)結(jié)制備及其器件研究也鮮有報(bào)道。本論文中,我們發(fā)展了一種精確制備二維有機(jī)晶體及其異質(zhì)結(jié)的自限生長(zhǎng)技術(shù),同時(shí)對(duì)超薄有機(jī)異質(zhì)結(jié)器件進(jìn)行了研究。論文的具體內(nèi)容如下:第一章簡(jiǎn)要介紹了有機(jī)半導(dǎo)體的材料結(jié)構(gòu)和有機(jī)半導(dǎo)體的導(dǎo)電原理,對(duì)二維有機(jī)半導(dǎo)體的制備方法進(jìn)行了綜述。第二章中,我們發(fā)展了利用界面分子層范德華作用梯度來精確控制有機(jī)晶體分子層數(shù)的自限生長(zhǎng)技術(shù),自限生長(zhǎng)了單分子層、雙分子層的2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩(C8-BTBT)晶體、單分子層的-3,4,9,10-四羧酸二肝(PTCDA)晶體,以及單層PTCDA與雙層C8-BTBT異質(zhì)結(jié)。原子力顯微鏡、偏振光顯微鏡表征表明其具有很高的晶體質(zhì)量。我們?cè)O(shè)計(jì)了不同時(shí)長(zhǎng)生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)和重復(fù)生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)對(duì)自限特性進(jìn)行了驗(yàn)證。我們同時(shí)發(fā)展了逆向生長(zhǎng)的方法,從厚晶體逆向得到自限生長(zhǎng)的二維晶體。我們還通過分子動(dòng)力學(xué)模擬解釋自限生長(zhǎng)的機(jī)理,并再現(xiàn)了正向和逆向自限生長(zhǎng)的過程。該生長(zhǎng)技術(shù)是目前控制精度最高的有機(jī)小分子外延技術(shù)。第三章中,我們對(duì)超薄有機(jī)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)器件進(jìn)行了論證。我們通過掃描開爾文探針顯微鏡表征驗(yàn)證了異質(zhì)結(jié)界面的能帶結(jié)構(gòu),之后制備了有機(jī)層總厚度約15nm的超薄PTCDA/C8-BTBT異質(zhì)結(jié)器件。器件表現(xiàn)出很好的整流特性,并且實(shí)現(xiàn)了光電探測(cè)功能。擬合電學(xué)測(cè)試結(jié)果證明了異質(zhì)結(jié)較高的晶體質(zhì)量和界面質(zhì)量。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN304.5

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 夏從新;李京波;;Recent advances in optoelectronic properties and applications of two-dimensional metal chalcogenides[J];Journal of Semiconductors;2016年05期

2 呂路;牛冬梅;謝海鵬;曹寧通;高永立;;2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩(C8-BTBT)與MoS_2界面的能級(jí)匹配與薄膜生長(zhǎng)[J];發(fā)光學(xué)報(bào);2015年08期

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本文編號(hào)：1305969