有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（organic field-effect transistor,OFET）可通過(guò)低溫溶液法/印刷工藝加工,具有良好的機(jī)械柔性,適合耐熱性差的塑料襯底,能夠構(gòu)建真柔性電子。進(jìn)一步的,OFET易于功能化,可用于傳感檢測(cè)應(yīng)用。因此,OFET可與硅基FET（Si-FET）形成良好的互補(bǔ),兩者的混合集成提供了一個(gè)理想的技術(shù)平臺(tái)用于構(gòu)建大面積/柔性/泛在化的傳感電子系統(tǒng)。在該有機(jī)/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(cè)生物、化學(xué)和物理傳感信號(hào)轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào),同時(shí)亦能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行初步的放大。然后再將該電學(xué)信號(hào)傳輸給后端的高性能Si-FET芯片,進(jìn)行更復(fù)雜的處理、存儲(chǔ)以及傳輸。為構(gòu)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(shí)現(xiàn)高靈敏度的傳感信號(hào)轉(zhuǎn)換。因此,發(fā)展高跨導(dǎo)效率低電壓OFET器件具備重要意義。然而,對(duì)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(jī)半導(dǎo)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(dǎo)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(shì)檢測(cè)靈敏度... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)對(duì)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?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
    1.4 全文結(jié)構(gòu)
第2章 OFET器件及傳感的基礎(chǔ)和研究進(jìn)展
    2.1 引言
    2.2 OFET基礎(chǔ)
        2.2.1 器件結(jié)構(gòu)與材料
        2.2.2 加工工藝
        2.2.3 OFET工作機(jī)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(jìn)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(jié)
第3章 OFET材料、制備與表征方法
    3.1 引言
    3.2 關(guān)鍵材料
        3.2.1 電極
        3.2.2 絕緣層
        3.2.3 半導(dǎo)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(dǎo)體層
        3.3.5 電學(xué)測(cè)試及參數(shù)提取
    3.4 本章小結(jié)
第4章 低亞閾值擺幅的單柵OFET器件
    4.1 引言
    4.2 器件設(shè)計(jì)
    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(jié)果與討論
        4.4.1 基本電學(xué)特性
        4.4.2 穩(wěn)定性
        4.4.3 柔性器件
    4.5 本章小結(jié)
第5章 低電壓調(diào)控的雙柵OFET器件
    5.1 引言
    5.2 器件設(shè)計(jì)與分析
        5.2.1 器件設(shè)計(jì)
        5.2.2 制備工藝
    5.3 頂柵絕緣層電容的優(yōu)化
    5.4 結(jié)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(dǎo)效率的推導(dǎo)及分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 離子檢測(cè)傳感應(yīng)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(cè)
        6.3.1 柔性傳感標(biāo)簽
        6.3.2 電勢(shì)檢測(cè)靈敏度
        6.3.3 電流轉(zhuǎn)換靈敏度
    6.4 基于雙柵OFET器件的離子檢測(cè)
        6.4.1 系統(tǒng)設(shè)置
        6.4.2 電勢(shì)檢測(cè)靈敏度
        6.4.3 電流轉(zhuǎn)換靈敏度
        6.4.4 檢測(cè)精度及穩(wěn)定性
    6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 未來(lái)工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間的科研成果
攻讀博士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
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(hào)：3582030