半導(dǎo)體器件是人類歷史上運用最廣泛、功能最強(qiáng)大的發(fā)明之一,它的出現(xiàn)對人類科技文明的影響不言而喻,本文從半導(dǎo)體功能材料的角度出發(fā),針對利用生物蛋白介觀摻雜不同的半導(dǎo)體材料以期獲得具有獨特電學(xué)性質(zhì)的生物蛋白-半導(dǎo)體復(fù)合材料這一前瞻性思想,分別設(shè)計了三種不同體系復(fù)合材料的實驗,研究了復(fù)合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的相互影響,以及將復(fù)合材料作為FET有源層來研究其半導(dǎo)體性質(zhì)。一、采用絲素蛋白（SF）與有機(jī)半導(dǎo)體聚合物聚3,4-乙撐二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）摻雜復(fù)合,通過XRD、FTIR光譜、Raman光譜、UV-Vis光譜等表征手段分析研究了絲素蛋白與PEDOT:PSS復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)變化。并制備了厚度均一,表面平整的薄膜作為有機(jī)場效應(yīng)晶體管的有源層,并揭示了這種復(fù)合材料的場效應(yīng)現(xiàn)象,得到了開關(guān)電流比為3、閾值電壓20V、載流子遷移率7.9c cm2/（V · s）的半導(dǎo)體特性。二、選取絲素蛋白與氧化石墨烯（GO）二維材料摻雜復(fù)合,經(jīng)過還原成功制備了 SF-Graphene（SF-G）復(fù)合材料。通過紅外光譜和拉曼光譜研究了該復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)情況,發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯的摻雜有利于SF的二級結(jié)構(gòu)由無規(guī)卷曲... 

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 半導(dǎo)體材料
        1.2.1 無機(jī)半導(dǎo)體
        1.2.2 有機(jī)半導(dǎo)體
        1.2.3 二維材料
    1.3 生物蛋白材料
        1.3.1 絲素蛋白
        1.3.2 羊毛角蛋白
    1.4 生物蛋白半導(dǎo)體復(fù)合材料
    1.5 生物蛋白半導(dǎo)體電子器件
    1.6 本課題的研究內(nèi)容及意義
第二章 實驗部分
    2.1 實驗原料及儀器設(shè)備
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 實驗設(shè)備及器材
    2.2 實驗步驟
        2.2.1 絲素蛋白-PEDOT:PSS(SF-P)復(fù)合材料制備場效應(yīng)晶體管有源層
        2.2.2 絲素蛋白-石墨烯復(fù)合材料制備場效應(yīng)晶體管有源層
        2.2.3 羊毛角蛋白液相剝離二硫化鉬制備復(fù)合材料及其半導(dǎo)體特性分析
    2.3 表征方法與測試
        2.3.1 紫外可見光光譜分析
        2.3.2 熱重分析
        2.3.3 Raman光譜分析
        2.3.4 FTIR光譜分析
        2.3.5 Zeta電位與粒徑分析
        2.3.6 掃描電子顯微鏡分析
        2.3.7 X射線光電子能譜分析
        2.3.8 原子力顯微鏡分析
        2.3.9 X射線衍射分析
        2.3.10 半導(dǎo)體特性分析
第三章 PEDOT:PSS摻雜絲素蛋白復(fù)合薄膜的半導(dǎo)體性能研究
    3.1 引言
    3.2 有機(jī)場效應(yīng)晶體(OFET)管基本原理
        3.2.1 OFET器件結(jié)構(gòu)和工作原理
        3.2.2 OFET器件性能參數(shù)的計算方法
        3.2.3 PEDOT:PSS有機(jī)半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 SF-PT復(fù)合薄膜的制備步驟
        3.3.2 SF-PT復(fù)合薄膜的形貌觀察
        3.3.3 SF-PT復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)分析
        3.3.4 SF-PT復(fù)合薄膜的半導(dǎo)體特性分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 還原氧化石墨烯(RGO)摻雜絲素蛋白復(fù)合薄膜的半導(dǎo)體性能研究
    4.1 引言
        4.1.1 石墨烯場效應(yīng)晶體管
    4.2 實驗結(jié)果與討論
        4.2.1 SF-RGO復(fù)合薄膜的制備流程
        4.2.2 SF-RGO復(fù)合薄膜的形貌觀察
        4.2.3 SF-RGO復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)分析
        4.2.4 SF-RGO復(fù)合薄膜的半導(dǎo)體特性分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 羊毛角蛋白增強(qiáng)MoS_2納米片液相剝離及其半導(dǎo)體性質(zhì)的研究
    5.1 引言
        5.1.1 二維材料液相剝離
    5.2 實驗結(jié)果與討論
        5.2.1 羊毛角蛋白液相剝離二硫化鉬的效果初探
        5.2.2 WK-MoS_2納米片的UV-Vis光譜表征
        5.2.3 羊毛角蛋白對二硫化鉬液相剝離機(jī)理探究
        5.2.4 WK-MoS_2納米片的形貌結(jié)構(gòu)表征
        5.2.5 WK-MoS_2納米片的物相分析表征
        5.2.6 WK-MoS_2納米片的濃度計算
        5.2.7 WK-MoS_2納米片的生物相容性測試
        5.2.8 羊毛角蛋白液相剝離不同TMDs的表征
        5.2.9 WK-MoS_2納米片復(fù)合材料作為FET有源層的研究
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]新疆主要綿羊品種羊毛的氨基酸組成分析[J]. 張敏,帕爾哈提,晏佩霞,吳雪萍,孟進(jìn)軍.  中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 1990(05)

碩士論文
[1]有機(jī)場效應(yīng)晶體管絕緣層表面修飾的研究[D]. 石巍巍.南京郵電大學(xué) 2013



本文編號：3728166