低电压并五苯薄膜场效应晶体管

利用全蒸镀法,以并五苯作为有源层,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为绝缘层,制备了全有机薄膜场效应晶体管(TFT).测试结果表明,器件具有较低的工作电压和较高的场效应迁移率.对工作机理进行了探讨.

PbS/并五苯场效应晶体管红外光电探测器

合成了尺寸均匀、分散性好,且吸收峰在近红外光谱区的硫化铅(PbS)量子点(QDs),并将其作为红外光吸收源与易于成膜且电学性能优良的有机化合物并五苯(Pentacene)相结合,形成量子点/并五苯复合薄膜作为有源层,采用顶栅底接触型水平场效应晶体管(FET)结构制备了红外光电探测器Au(S,D)/PbS QDs/Pentacene/PMMA/Al(G)。测试了暗态和980 nm波长激光照射下器件的电学参数和探测参数;探究了器件中载流子的传输机制;得到了电学和探测性能优良的PbS量子点/并五苯复合薄膜FET红外光电探测器,在辐照度为0.1 mW/cm^2的红外激光照射下,器件的响应度达到49.4 mA/W,对应探测率为1.7×10^11 Jones。

并五苯场效应晶体管的研制

以X射线衍射仪（XRD）研究了在硅表面形成并五苯多晶薄膜晶体结构，通过原子力显微镜（AFM）分析了在二氧化硅表面形成并五苯多晶薄膜的形貌。以热氧化的硅片作为绝缘栅极，并五苯作为有缘层，采用底接触结构，研制场效应晶体管。经过测试得到其场效应迁移率为1．23cm^2/Vs，开关电流比＞10^6。

并五苯薄膜晶体管及其应用

有机薄膜晶体管(TFT)在数据存储、集成电路、传感器诸方面的广泛应用引起了人们极大的兴趣。在有机TFT的研究中,并五苯TFT占有很重要的地位。介绍了并五苯薄膜晶体管的结构、工作原理及其应用,评述了该领域的研究进展,并对其前景进行了展望。

并五苯场效应晶体管的制备及性能研究

论文在深入了解有机场效应晶体管的基本理论上,对并五苯场效应晶体管的制备工艺进行讨论,制备了基于并五苯材料的有机薄膜场效应晶体管。制备工艺步骤主要包括衬底的处理与清洗、旋涂法制备绝缘层、并五苯有源层的蒸镀、电极的制备以及性能测试。期望本文的研究能够对并五苯场效应晶体管的制备提供参考。

柔性并五苯薄膜晶体管的制备及性能优化

采用了一种全新的方法,应用真空沉积技术在弹性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)绝缘层上制备了均匀致密的并五苯薄膜.实验结果显示,通过氧等离子体处理和十八烷基三氯硅烷(OTS)气相修饰PDMS绝缘层,对沉积大晶粒的并五苯薄膜进而获得高迁移率的薄膜场效应晶体管有着至关重要的作用.实验中通过优化氧等离子体处理和OTS修饰的条件,在先后经过100 s氧等离子体处理和7 h气相OTS修饰的PDMS绝缘层上,制备并五苯薄膜场效应晶体管,其最高迁移率可以达到0.58 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1).后续实验中在PDMS绝缘层上尝试并成功地制备了柔性的并五苯薄膜场效应晶体管.这一实验结果拓宽了PDMS作为柔性绝缘层可以通过真空沉积技术制备薄膜器件的能力,在未来大规模柔性电子产品的制备和优化中具有巨大的应用潜力.

介电层修饰并五苯/红荧烯双有源有机薄膜晶体管的制备与性能研究

在Si/SiO2衬底上使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制备器件介电层的修饰层,改善介电层界面质量并诱导有源层生长,从而提高有源层的结晶程度。通过真空蒸镀法生长并五苯/红荧烯双层结构有源层,制备有机薄膜晶体管(OTFT),并研究器件性能随红荧烯层厚度变化的情况。测试结果表明,修饰后的器件阈值电压为-3.55 V,电流开关比大于105,迁移率达到0.0558 cm^2/V·s,亚阈值摆幅为1.95 V/dec,器件总体性能得到改善。

并五苯场效应发光管机理分析与场效应管制作

采用并五苯材料,通过物理气相沉积,生长出无依托的晶体薄膜,厚度在微米量级,长度是毫米量级,长度和厚度的比大约为1000。为了使晶片有个依托,以聚酰亚胺作为粘合剂,把并五苯晶体薄膜平铺粘在玻璃衬底上。在显微镜下观测,有机薄膜平整、无裂痕,符合制备器件的要求。然后,制备出有机场效应管。并对有机场效应管I V特性和发光机理进行了分析探讨。

新型并三苯有机薄膜晶体管

以环氧树脂(Eproxyresin)为栅绝缘层材料,并三苯(Anthracene)为有机半导体载流子传输层, 分别利用旋涂及真空掩蔽蒸发,在以铜为栅极的基底之上成功研制了有机薄膜场效应晶体管(OTFT), 经测试得出器件的电子迁移率为2．34×10-2cm2／(V·s),跨导为0．49 μs．

并五苯场效应管的电学特性

介绍了用高真空中热蒸发镀膜的方法制备并五苯薄膜场效应晶体管.作为场效应管半导体层的并五苯薄膜沉积在p型Si(100)(14.0～20.0 Ω·cm)衬底上.场效应管中并五苯薄膜厚度为70nm,源极、漏极和栅极(Au)的厚度均为50nm,绝缘层SiO2的厚度为300nm,沟道宽度为190μm,沟道长度为15μm.用AFM表征了并五苯薄膜表面形貌,并研究了薄膜生长速率对并五苯场效应晶体管电学特性的影响.在薄膜生长速率为0.24和1.36 nm/min时,场效应管的载流子迁移率分别为2.7×10-4和2.2×10-6 cm2/(V·s).

不同表面修饰制备高性能柔性薄膜晶体管

分别采用六甲基二硅胺(HMDS,Hexamethyldisilazane)和聚苯乙烯/氯硅烷复合材料修饰聚乙烯基苯酚(PVP)绝缘层制备了底接触的有机薄膜晶体管并研究了其半导体层的表面形貌和器件的电学性能。原子力显微镜观察发现,并五苯半导体薄膜在不同的界面修饰上的生长形貌产生了很大变化。在PVP上沉积的并五苯晶粒尺寸都小于150 nm,经过聚苯乙烯/氯硅烷复合材料和HMDS处理后的PVP表面生长的并五苯晶粒尺寸则分别在200~400 nm和400~600 nm。大尺寸的晶粒能够减小器件沟道内的陷阱浓度,从而有效地提高电学性能。PVP绝缘层采用聚苯乙烯/氯硅烷和HMDS修饰后,与未修饰的器件相比迁移率分别提高了58倍和82倍。采用HMDS作为表面修饰层制备柔性OTFT,并五苯场效应晶体管的关态电流约为10-9A,电流的开关比超过104,最大场效应迁移率约可达0.338 cm2·V-1·s-1.

并五苯薄膜的AFM及XRD研究

报道了以热氧化硅片为衬底,用溶液溶解和真空蒸镀两种方法制备有机半导体材料并五苯薄膜。用原子力显微镜(AFM)分析了薄膜的形貌,用X射线衍射仪(XRD)分析了薄膜的晶体结构,讨论了诸多因素对薄膜的影响以及两种方法制备的并五苯薄膜的相结构。

高性能有机薄膜晶体管(OTFT)制备及其导电机制

详细介绍了在SiO2和高kHfO2介质层上制备并五苯薄膜晶体管方面的研究,特别是利用原子力显微技术(AFM)和静电力显微技术(EFM)研究了并五苯分子初始生长模式,揭示了衬底形貌、表面化学性能(包括化学清洗和聚合物层修饰)对有机半导体成膜结构和薄膜场效应晶体管性能之间的关联,包括晶体管迁移率、开关比和阈值电压等;针对并五苯初始生长成核模式的差异,分析了不同岛(畴)间畴边界对载流子在有机薄膜内输运的影响,有助于理解有机半导体薄膜导电机理。通过优化和控制介电层和有机半导体薄膜层的界面化学性质,在SiO2介质层上成功制备出迁移率为1.0cm2/V.s、开关电流比达到106的OTFT器件;在高kHfO2介质层上获得的OTFT器件的工作电压在-5V以下,开关电流比达到105,载流子迁移率为0.6cm2/V.s;器件性能指标已经达到目前国际上文献报道的最好水平。

不同绝缘层上生长的并五苯薄膜及其OTFT器件性能的研究

分别以SiO2和PMMA为绝缘层材料制备了底栅顶接触结构的OTFT器件,得到以PMMA为绝缘层的器件具有更好的性能,其场效应迁移率为0.207 cm2.Vs-1,开关电流比为4.93×103,阈值电压为-4.3 V;而以SiO2为绝缘层的器件,其场效应迁移率仅为0.039 cm2.Vs-1,开关电流比为5.98×102,阈值电压为-5.4 V。为分析器件性能差异的原因,测得了SiO2和PMMA薄膜表面的AFM图谱及其上沉积并五苯薄膜后的AFM和XRD图谱。通过AFM图谱发现PMMA表面较SiO2表面粗糙度小,其表面粗糙度的均方根值为0.216 nm,而二氧化硅薄膜表面粗糙度的均方根值为1.579 nm;且发现在PMMA上生长的并五苯薄膜的成膜质量优于在SiO2,具有较大的晶粒尺寸和较少的晶粒间界。通过XRD图谱发现在PM-MA上生长的并五苯薄膜具有明显的衍射峰,进一步证明了在PMMA上生长的并五苯薄膜具有更好的结晶状况,将更有利于载流子的传输。

Bphen作为电极缓冲层对有机薄膜晶体管性能的改善

研究了二苯基邻菲罗啉以及氟化锂作为电极缓冲层对底栅顶接触型有机薄膜晶体管性能的影响,结果表明二苯基邻菲罗啉是一种比氟化锂更好的缓冲层材料。通过对二苯基邻菲罗啉缓冲层厚度的优化,获得了迁移率为0.302 cm2·V-1·s-1、阈值电压为-31.2 V、开关比为6.2×102的器件。器件性能提升的原因是由于二苯基邻菲罗啉缓冲层的引入降低了金电极与并五苯界面的空穴注入势垒与接触电阻。

并五苯及其衍生物在有机场效应晶体管中的应用

有机场效应晶体管(organic field-effect transistors,OFETs)是以有机半导体材料作为有源层,通过电场控制电流的电子器件.与传统的无机半导体器件相比,由于其可应用于生产大面积、柔性、低成本电子设备而备受关注,在有机存储器件、有机太阳能电池、柔性平板显示和电子纸等众多领域具有潜在而广泛的应用前景.并苯类材料因其紧密的分子堆积及优异的半导体性能被广泛研究.其中,并五苯及其衍生物在场效应晶体管中表现出良好的性质,其效果甚至可以与非晶硅相媲美,但并五苯较差的溶解性及环境稳定性阻碍了其进一步应用.科研工作者通过对分子结构进行修饰改造设计,合成了一系列并五苯的衍生物,其不仅在稳定性、电学性能和溶解性方面有很大提高,还可以将该p-型半导体材料拓展到双极性及n-型半导体材料领域.本文对并五苯及其衍生物在有机场效应晶体管中的应用进行了较为全面的综述,期望对该领域的研究起到一定的推动作用.

易于集成的有机薄膜场效应晶体管的制备

用有机半导体并五苯作为有源层,聚四氟乙烯作为绝缘层,采用全蒸镀方式在真空室一次性制备了正装结构的有机薄膜场效应晶体管(OTFT)。薄的有机绝缘层使得器件工作在低电压下,有机薄膜场效应晶体管易于与显示像素(有机发光二极管(OLED))集成在同一个透明的刚性或者柔性衬底上。研究了有机薄膜场效应晶体管的源漏接触电阻和沟道电阻对器件性能的影响,结果表明接触电阻是影响器件性能的主要因素。在透明的玻璃衬底上实现了有机薄膜场效应晶体管对同一衬底上100μm×200μm红色有机发光二极管的驱动。

对以并五苯和酞菁铜为不同有源层的有机薄膜晶体管特性研究

通过扫描电镜和X射线衍射对SiO2衬底上生长并五苯和酞菁铜薄膜的表面形貌进行表征,并得到在SiO2衬底上生长的并五苯薄膜是以岛状结构生长,其大小约为100 nm,且薄膜有较好的结晶取向,呈多晶态存在.酞菁铜薄膜则没有表现出明显的生长机理,其呈非晶态存在.还对通过掩膜的方法制作得以酞菁铜和并五苯为有源层的顶栅极有机薄膜晶体管的特性进行了研究.有源层的厚度为40 nm,绝缘层SiO2的厚度为250 nm,器件的沟道宽长比(W/L)为20.通过Keithley 2410I-V测量仪对OTFTs器件的电学性质进行表征,其器件的开关电流比(on/off)分别为105和104,阈值电压VTH分别为-20 V和-15 V,器件的场效应载流子迁移率μEF分别为0.0694 cm2/V.s和1.201cm2/V.s.

NO退火对并五苯有机薄膜晶体管特性的改善

采用N2和NO退火处理高温(1100℃)干氧氧化SiO2薄膜,并在高真空蒸发并五苯(Pentacene)有机半导体层制备了有机薄膜晶体管(OTFT).通过测量OTFT器件的输出特性、转移特性和通断比,分析N2和NO气体退火SiO2对OTFT器件性能的影响.结果表明:在NO气体中退火的器件有较好的阈值电压、亚阈斜率、通断比和较高的稳定性.