本文關(guān)鍵詞：氟代酞菁銅的制備及其場效應(yīng)器件的性能研究　出處：《天津大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：有機半導(dǎo)體器件由于在大面積、低能耗、低成本、柔性化和微/納米級電子產(chǎn)品方面的應(yīng)用在世界范圍內(nèi)引起了廣泛關(guān)注,被認(rèn)為是下一代主流半導(dǎo)體器件。酞菁(Pc)類化合物及其衍生物具有獨特的電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)特性,且具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,分子組成和結(jié)構(gòu)具有可控調(diào)節(jié)性能,是一類具有應(yīng)用前景的有機半導(dǎo)體材料。金屬酞菁(MPc)類化合物及其衍生物由于具有以上優(yōu)良的性能而廣泛作為有源層被應(yīng)用到有機薄膜場效應(yīng)晶體管(OTFTs)器件。普遍認(rèn)為通過引入吸電子基團可以調(diào)控MPc的電荷傳輸性能,使p型有機半導(dǎo)體材料轉(zhuǎn)變?yōu)閚型材料。本論文研究不同數(shù)目氟原子取代酞菁銅(FxCuPc,x=4,8,12,16)化合物的合成及其場效應(yīng)器件性能,具體內(nèi)容如下:本文以氟代鄰苯二甲酰亞胺、氟代鄰苯二甲酸酐和氟代鄰苯二腈的方法制備了FxCuPc(x=4,8,12,16),其收率分別為64.61%、46.67%、85.31%、60.00%。對合成的FxCuPc(x=4,8,12,16)進行了基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜(MALDI-TOF-MS)、紫外可見吸收光譜(UV-Vis)、紅外吸收光譜(IR)、循環(huán)伏安(CV)電化學(xué)性能、掃描電子顯微鏡光譜(SEM)和材料本征遷移率(μ)等物理化學(xué)方面的研究。對全氟取代酞菁銅(F16CuPc)場效應(yīng)器件進行了優(yōu)化。研究了不同基底溫度對F16CuPc器件的影響,當(dāng)溫度為110°C時制備的器件各方面性能最優(yōu)。將十八烷基三甲基氯硅烷(OTS)和六聯(lián)苯(p-6P)誘導(dǎo)層引入到有機半導(dǎo)體薄膜及器件的制備中,最佳基底溫度分別為50°C和110°C,均獲得了高質(zhì)量的有機半導(dǎo)體薄膜。p-6P作為誘導(dǎo)層時,電子遷移率最高達到了0.42 cm2V-1s-1。研究了F16CuPc/p-6P/SiO2 OTFTs器件在空氣環(huán)境中的壽命,當(dāng)放置240天以后,電子遷移率依然比未加修飾的新制備的F16CuPc/SiO2 OTFTs要高8倍以上。進一步研究了FxCuPc(x=4,8,12,16)場效應(yīng)器件,系統(tǒng)研究了氟原子數(shù)目對分子結(jié)構(gòu)、前線分子軌道、薄膜形貌和微觀結(jié)構(gòu)以及分子的堆積聚集形式等方面造成的影響。F4CuPc器件的電子遷移率為2.6×10-4 cm2V-1s-1;F8CuPc器件的電子遷移率為1.75×10-3 cm2V-1s-1;F12CuPc器件在空氣環(huán)境中表現(xiàn)出了雙極性特性,空穴遷移率為0.005 cm2V-1s-1和電子遷移率為0.006 cm2V-1s-1;F16CuPc器件的電子遷移率為0.27 cm2V-1s-1。引入不同數(shù)目氟原子可以使得酞菁銅制備成單一組分的p型、雙極性和n型有機薄膜場效應(yīng)器件。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN304.5

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本文編號：1350358