【摘要】：光探測成像因在信息傳輸、環(huán)境監(jiān)測、天文研究以及衛(wèi)生保健等領域的應用而受到極大的關注。光電晶體管具有場效應晶體管的三電極結構,在降低噪聲,放大信號的方面具有優(yōu)勢,是一種新型的光電探測器件結構。使用結構有序的有機單晶和有機-無機雜化鈣鈦礦材料作為場效應晶體管的活性層材料,能有效提升其場效應遷移率,對于制備高性能的光電晶體管具有重要意義;同時,溶液法是實現(xiàn)低成本、大規(guī)模制備有機半導體/有機復合光電晶體管的主要方法。目前關于溶液法制備高質(zhì)量的有機半導體單晶光電晶體管的報道較少,實現(xiàn)具有實際應用意義的有機單晶光電晶體管仍是一個挑戰(zhàn);具有三維晶體結構的有機-無機雜化鈣鈦礦材料不適于橫向傳輸電子,限制了其在具有平面結構的晶體管方面的應用,目前常用鈣鈦礦與高導電性的材料(如石墨烯、碳納米管等)復合作為光電晶體管的活性層,提升載流子遷移率的同時導致噪聲電流增大,信噪比低是其主要的缺點,因而低成本且性能優(yōu)異的鈣鈦礦光電晶體管的制備仍有待進一步的探索實現(xiàn)。本論文采用有機半導體單晶和有機-無機雜化鈣鈦礦作為晶體管的活性層材料,以溶液法制備高性能的光電晶體管為目的,開展了一系列的工作。1.采用溶液法制備高質(zhì)量的C8-BTBT帶狀單晶,并將其作為場效應晶體管的溝道層材料,得到的空穴遷移率為0.89-1.57cm~2 V~(-1)s~(-1)。并使用可見盲區(qū)紫外信號(365nm)和深紫外信號(280nm)作為光源,對器件的光探測性能進行測試,得到得到光暗電流比P=3.0×104,響應度R=1200AW~(-1)的,該結果為有機紫外光探測的最高水平。2.溶液法制備具有“二維”晶體結構特征的有機-無機雜化鈣鈦礦材料,其薄膜的場效應遷移率達到了 0.76～1.2cm~2 V~(-1) s~(-1),該器件在極微弱的紅、綠、藍光照射下得到了優(yōu)異的綜合性能,其響應度和光暗電流比分別高達1.9× 104AW~(-1)和8000,達到了已有的鈣鈦礦光電晶體管報道中的最高水平。
【圖文】：

在實際應用中更常被使用。用作光電晶體管活性層材料的有機半導體單晶一般具逡逑有二維片狀結構，，則其分子排列方向與載流子傳輸方向相符，因而可得到更高的逡逑性能。Ｋｉｍ等制備了蒽衍生物片狀單晶Ａ－ＥＨＤＴＴ邋（如圖１．２ａ，ｂ所示），用作光逡逑電晶體管的活性材料，其場效應遷移率達到０．２－１．６邋ｃｍ２邋ＶＹ１，并在極弱的光照逡逑條件下（１．４ｐＷｃｎＴ２）得到了邋ｌ．Ｏ－ｌ．ｌ邋ｘ邋ｌ0４ＡＷ－１的高響應度ｉ？和１．４ｘ邋１0５的高逡逑光暗電流比Ｐ［３］。蒽衍生物單晶的電子衍射圖譜顯示該單晶為高有序Ｊ型分子堆逡逑積（如圖１．２邋Ｃ－ｆ），即面－面排列。作者指出高光電性能源于分子間強烈的７ＷＩ相逡逑互作用顯著提高了光生電荷的傳輸。逡逑~栧澹隋危

本文編號：2522210