低電壓(小于2V)和易制備的高性能薄膜晶體管器件和功能電路等在遠程傳感、可穿戴電子和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。近年來,已受到人們越來越多的關(guān)注。半導體碳納米管具有超高的電子和空穴遷移率、優(yōu)越的物理和化學穩(wěn)定性以及容易墨水化,使其成為制備印刷薄膜晶體管最理想的半導體材料之一。因此用半導體性單壁碳納米管、高電容介質(zhì)層(如離子膠柵介質(zhì))或高介電常數(shù)(high-k)材料(如AlOx、HfOx和ZrOx)以及印刷金屬電極分別作為有源層、介電層和源漏(柵)電極,通過現(xiàn)代印刷技術(shù)有望構(gòu)建出滿足于這些新型領(lǐng)域所需的低電壓、低成本和高性能電子器件和電路。為了開發(fā)面向這些領(lǐng)域應(yīng)用所需的印刷電子器件和邏輯電路,本論文重點研究了低電壓全印刷離子膠碳納米管薄膜晶體管器件(SWCNT-TFTs)和低電壓印刷n-型和p-型SWCNT-TFTs、低電壓CMOS反相器和與非門構(gòu)建和電性能研究。具體包括如下幾方面:首先研究了用共聚物(PS-PMMA)和離子液體(EMIM-TFSI)組成的離子膠作為介電層,印刷銀電極為源、漏電極和柵電極,制備出具有良好電學特性和均一性的低電壓離子膠SWCNT-TFTs。探討了影響全印...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 印刷電子技術(shù)
        1.2.1 接觸式印刷技術(shù)
        1.2.2 非接觸式印刷技術(shù)
    1.3 薄膜晶體管及CMOS反相器的基本工作原理
        1.3.1 薄膜晶體管基本參數(shù)
        1.3.2 薄膜晶體管的特征曲線
        1.3.3 晶體管器件結(jié)構(gòu)
        1.3.4 低工作電壓
        1.3.5 電解質(zhì)柵絕緣層
        1.3.6 反相器的基本原理
    1.4 單壁半導體性碳納米管
        1.4.1 碳納米管的制備
        1.4.2 碳納米管的純化
    1.5 印刷碳納米管薄膜晶體管研究進展
    1.6 論文選題思路
    1.7 論文主要內(nèi)容
第2章 全印刷離子膠碳納米管薄膜晶體管電學穩(wěn)定的研究
    2.1 實驗
        2.1.1 實驗材料與儀器
        2.1.2 制備半導體性單壁碳納米管墨水
        2.1.3 離子膠墨水的制備
        2.1.4 器件的制備流程
    2.2 全印刷離子膠p-型碳納米管薄膜晶體管
    2.3 離子膠腐蝕銀源、漏電極對全印刷SWCNT-TFTs電性能的影響
    2.4 提高全印刷SWCNT-TFTs電化學穩(wěn)定性的探究
        2.4.1 離子膠部分覆蓋器件溝道全印刷SWCNT-TFTs
        2.4.2 以PEDOT-PSS為側(cè)柵的全印刷SWCNT-TFTs
    2.5 結(jié)論
第3章 底柵碳納米管薄膜晶體管的制備和封裝
    3.1 實驗
        3.1.1 實驗材料與儀器
        3.1.2 半導體性碳納米管墨水的制備
        3.1.3 底柵碳納米管薄膜晶體管制備流程
    3.2 不同的介電層對器件性能的影響
    3.3 不同HOx厚度對薄膜晶體管性能的影響
    3.4 器件結(jié)構(gòu)對晶體管性能的影響
    3.5 p-型器件封裝
        3.5.1 Paylene封裝
        3.5.2 SEBS的封裝
        3.5.3 CYTOP封裝
    3.6 結(jié)論
第4章 印刷碳納米管薄膜晶體管的簡單邏輯電路應(yīng)用
    4.1 實驗
        4.1.1 實驗材料
        4.1.2 碳納米管墨水和環(huán)氧樹脂墨水的制備
        4.1.3 印刷n-型碳納米管薄膜晶體管制備和CMOS反相器構(gòu)建
    4.2 頂接觸和底接觸器件類型對n-型摻雜效率的影響
    4.3 頂接觸和底接觸類型對器件空氣穩(wěn)定性的影響
    4.4 簡單邏輯電路的構(gòu)建
    4.5 與非門(NAND)邏輯電路的構(gòu)建
    4.6 總結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 論文展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3841185