【摘要】：小分子有機(jī)半導(dǎo)體低維材料,由于其具有優(yōu)于無機(jī)半導(dǎo)體材料和高分子材料的良好光電性能,成為近幾年來研究的熱點(diǎn)。小分子有機(jī)半導(dǎo)體的超薄低維結(jié)構(gòu)方便加工、分子和性能可調(diào)節(jié)、可與柔性基底兼容、同時(shí)可以使用溶液法低成本、大面積的加工,可應(yīng)用于微型電子器件,是印刷電子和制備柔性器件的理想材料。但是超薄低維有機(jī)半導(dǎo)體晶體的可控制備依舊是一個(gè)難題,對(duì)晶體的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系研究也尚處于起步階段。因此,實(shí)現(xiàn)低維有機(jī)晶體的可控制備以及性能的研究具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。本文使用浸漬提拉法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)烷烴有機(jī)小分子和不同碳鏈長(zhǎng)度的苯并噻吩稠環(huán)類(簡(jiǎn)稱TF)有機(jī)半導(dǎo)體分子低維晶體的可控構(gòu)筑,同時(shí)在它們的結(jié)構(gòu)和光電性能方面做了一些研究:1.我們使用浸漬提拉法研究了不同碳鏈長(zhǎng)度的烷烴分子低維結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑,最終得到了三十二烷一維的條紋結(jié)構(gòu)和四十四烷超薄二維有機(jī)晶體,并對(duì)其形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。隨后,我們將一維三十二烷條紋薄膜和四十四烷晶體薄膜作為模板層,誘導(dǎo)有機(jī)半導(dǎo)體分子并五苯(Pentacene)、6,13-雙(三異丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯(TIPS-pentacene)、2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩(C8-BTBT)的生長(zhǎng)。為了進(jìn)一步研究使用模板法生長(zhǎng)的有機(jī)半導(dǎo)體晶體薄膜的電學(xué)性能,我們構(gòu)筑了基于并五苯/烷烴分子的底柵頂接觸類型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,室溫下,基于模板法生長(zhǎng)的并五苯器件顯示出優(yōu)于傳統(tǒng)并五苯器件的性能,器件遷移率由0.064 cm2/V·s提高到了0.49 cm2/V·s,這是由于并五苯形貌中螺旋位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的減少和烷烴分子作為絕緣層具有一定的鈍化作用。2.我們使用提拉法通過控制溶液的濃度、溶劑的種類和提拉速率等因素可控的生長(zhǎng)有機(jī)半導(dǎo)體分子TF-C6和TF-C12的低維有機(jī)晶體,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,由于這兩種分子的溶解度存在較大的差異,所以在不同的提拉速率下會(huì)形成不同的低維結(jié)構(gòu),TF-C6分子隨著提拉速率的減小,形貌會(huì)從條帶狀薄膜向線型晶體轉(zhuǎn)變,TF-C12在濃度較大和低速下會(huì)形成微納有機(jī)晶體,為了進(jìn)一步研究它們的電學(xué)性能,我們構(gòu)筑了底柵頂接觸場(chǎng)效應(yīng)晶體管。測(cè)試結(jié)果表明,基于TF-C6一維纖維晶的器件性能要優(yōu)于使用物理氣相法沉積得到的薄膜器件。
【圖文】：

有機(jī)薄膜晶體管可以通過控制電場(chǎng)強(qiáng)度來影響半導(dǎo)體層的電學(xué)性能，是有機(jī)電子技術(shù)領(lǐng)域最重要的一類電子元器件。有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.1所示，由基底、絕緣層、有機(jī)有源層和電極組成。根據(jù)有機(jī)半導(dǎo)體層所處的位置不同，可以將器件分為底柵和頂柵晶體管兩類，通常采用的結(jié)構(gòu)是底柵型的結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)可以避免有機(jī)層受到絕緣層和柵極沉積溫度過高而導(dǎo)致的破壞。底柵結(jié)構(gòu)根據(jù)電極制備的位置又可以分為底柵底接觸和底柵頂接觸兩種類型，不同結(jié)構(gòu)的示意圖如圖1.2所示。

通常采用的結(jié)構(gòu)是底柵型的結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)可以避免有機(jī)層受到絕緣層和柵極沉積溫度過高而導(dǎo)致的破壞。底柵結(jié)構(gòu)根據(jù)電極制備的位置又可以分為底柵底接觸和底柵頂接觸兩種類型，，不同結(jié)構(gòu)的示意圖如圖1.2所示。
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O782.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 李文連;有機(jī)電致發(fā)光顯示屏技術(shù)[J];液晶與顯示;2002年04期

本文編號(hào)：2708233