有机光敏场效应晶体管研究进展

有机半导体材料具有轻质、廉价以及可与柔性衬底相兼容等诸多优点而广泛应用于光电子领域。基于光诱导效应的光敏场效应晶体管的跨导可以用来放大光电流,是实现全有机图像传感器的很有前景的器件,其应用广泛。简单介绍了有机光敏场效应晶体管的结构、工作原理及所用材料方面的国内外最新研究进展。

长春光机所在钙钛矿光敏场效应晶体管研究中获进展

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所郭春雷中美联合光子实验室的于伟利课题组采用空间限域、反温度结晶相结合的方法,制备了具有低缺陷密度的CsPbBr3薄单晶,克服了载流子在横向通道传输过程中易受晶界和晶粒缺陷影响的问题,制备出了高效的光敏场效应晶体管。研究人员利用空间限域、反温度结晶相结合的方法生长出的CsPbBr3薄单晶没有明显的晶粒界畴,厚度在2μm左右,尺寸可以达到毫米级或更大尺寸.

基于酞菁铜的有机光敏场效应管

制备了基于酞菁铜(CuPc)的有机光敏场效应晶体管,对器件的光敏特性进行了研究。实验结果表明,基于金源漏电极的器件,在波长655 nm,光强100 mW/cm2的光照下,明/暗电流比约为0.4,光响应度约为2.55 mA/W;而铝为源漏电极的器件,可以获得高达104的明/暗电流比,但光响应度降低为0.39 mA/W。

基于酞菁钯和C_(60)的异质结有机光敏场效应管

采用酞菁钯(PdPc)和C60两种有机半导体材料,通过真空热蒸镀法以不同的沉积顺序制备了两种不同结构的平面异质结有机光敏场效应管,并对这两种结构器件的光敏特性进行比较。在波长655 nm、光强100mW/cm2的光照条件下,结构为n+-Si/SiO2/PdPc/C60/Al(S&D)(PdPc/C60-OFET)器件的最大光暗比为2×103,光响应度为3 mA/W;而结构为n+-Si/SiO2/C60/PdPc/Al(S&D)(C60/PdPc-OFET)器件的最大光暗比为3×103,光响应度为11mA/W。实验结果表明C60/PdPc-OFET可以获得更好的光敏特性。

α-IGZO薄膜场效应晶体管的光敏特性

通过掩膜板制备源漏电极的方法,以非晶铟-镓-锌氧化物(α-IGZO)为有源层,制备了结构为ITO/SiO2(400nm)/α-IGZO(50nm)/Al的底栅顶接触型(BGTC)光敏薄膜场效应晶体管(TFT)并研究了其光敏特性。实验发现,在蒸镀Al电极作为源极和漏极,再在空气中及350℃的温度下退火1h后,器件的阈值电压Vth为15.0V,在栅源偏压VGS=30V时其有效场效应迁移率为0.57cm2/Vs,表现出良好的晶体管特性。当用强度为8.1mW/cm2的白光照射时,器件表现出明显的光敏特性,其Vth下降为-15.0V,在源漏电压VDS=20V且VGS=30V时其有效场效应迁移率上升为1.34cm2/Vs,在VGS=2.5V时其'明/暗'电流比达到一极大值,响应率达到1.11A/W,并具有良好的时间响应特性。