發(fā)布時間：2022-01-11 03:51

　　有機場效應晶體管（organic field-effect transistor,OFET）可通過低溫溶液法/印刷工藝加工,具有良好的機械柔性,適合耐熱性差的塑料襯底,能夠構建真柔性電子。進一步的,OFET易于功能化,可用于傳感檢測應用。因此,OFET可與硅基FET（Si-FET）形成良好的互補,兩者的混合集成提供了一個理想的技術平臺用于構建大面積/柔性/泛在化的傳感電子系統(tǒng)。在該有機/硅的混合電子系統(tǒng)中,OFET器件作為便于定制的換能器,可將待檢測生物、化學和物理傳感信號轉換為電學信號,同時亦能夠對信號進行初步的放大。然后再將該電學信號傳輸給后端的高性能Si-FET芯片,進行更復雜的處理、存儲以及傳輸。為構建這樣的混合傳感系統(tǒng),OFET器件需要在與Si-FET芯片同樣低的工作電壓下實現(xiàn)高靈敏度的傳感信號轉換。因此,發(fā)展高跨導效率低電壓OFET器件具備重要意義。然而,對于溶液法/印刷工藝制備的OFET器件,由于材料與工藝的限制,所形成的有機半導體溝道層通常存在較高的溝道層帶隙態(tài)密度,而且柵絕緣層難以減薄,從而導致了較高的工作電壓。并且,傳統(tǒng)的基于單柵OFET器件傳感系統(tǒng)的電勢檢測靈敏度... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：137 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號對照表
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀與存在的挑戰(zhàn)
    1.3 本論文的研究內容及創(chuàng)新點
    1.4 全文結構
第2章 OFET器件及傳感的基礎和研究進展
    2.1 引言
    2.2 OFET基礎
        2.2.1 器件結構與材料
        2.2.2 加工工藝
        2.2.3 OFET工作機制
    2.3 OFET傳感的研究
        2.3.1 基本原理
        2.3.2 OFET傳感研究進展
    2.4 低電壓OFET的研究
        2.4.1 影響OFET工作電壓的因素
        2.4.2 降低工作電壓的方法
    2.5 本章小結
第3章 OFET材料、制備與表征方法
    3.1 引言
    3.2 關鍵材料
        3.2.1 電極
        3.2.2 絕緣層
        3.2.3 半導體層
    3.3 器件工藝及表征
        3.3.1 工藝流程
        3.3.2 電極
        3.3.3 絕緣層
        3.3.4 半導體層
        3.3.5 電學測試及參數提取
    3.4 本章小結
第4章 低亞閾值擺幅的單柵OFET器件
    4.1 引言
    4.2 器件設計
    4.3 工藝優(yōu)化
        4.3.1 溝道層的優(yōu)化
        4.3.2 柵絕緣層的優(yōu)化
    4.4 結果與討論
        4.4.1 基本電學特性
        4.4.2 穩(wěn)定性
        4.4.3 柔性器件
    4.5 本章小結
第5章 低電壓調控的雙柵OFET器件
    5.1 引言
    5.2 器件設計與分析
        5.2.1 器件設計
        5.2.2 制備工藝
    5.3 頂柵絕緣層電容的優(yōu)化
    5.4 結果與討論
        5.4.1 電容耦合效率
        5.4.2 偏置狀態(tài)
        5.4.3 跨導效率的推導及分析
    5.5 本章小結
第6章 離子檢測傳感應用
    6.1 引言
    6.2 系統(tǒng)搭建
    6.3 基于單柵OFET器件的離子檢測
        6.3.1 柔性傳感標簽
        6.3.2 電勢檢測靈敏度
        6.3.3 電流轉換靈敏度
    6.4 基于雙柵OFET器件的離子檢測
        6.4.1 系統(tǒng)設置
        6.4.2 電勢檢測靈敏度
        6.4.3 電流轉換靈敏度
        6.4.4 檢測精度及穩(wěn)定性
    6.5 本章小結
第7章 結論與展望
    7.1 全文總結
    7.2 主要創(chuàng)新點
    7.3 未來工作展望
參考文獻
攻讀博士學位期間的科研成果
攻讀博士學位期間參與的科研項目
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]A Facile Photo-cross-linking Method for Polymer Gate Dielectrics and Their Applications in Fully Solution Processed Low Voltage Organic Field-effect Transistors on Plastic Substrate[J]. Ying Liu,Jia-Qing Zhao,Wen-Jian Sun,Yu-Kun Huang,Su-Jie Chen,Xiao-Jun Guo,Qing Zhang.  Chinese Journal of Polymer Science. 2018(08)



本文編號：3582030