2,6-二苯基蒽薄膜晶体管的制备与性能研究

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过去三十年中,有机半导体材料、分子材料电荷输运物理和有机薄膜晶体管(OTFTs)器件制备等方面的进展,大大推动了OTFT研究领域的进步。OTFT不仅在显示器背板驱动、射频识别标签等产品中备受期待,在光电传感器、压力传感器、记忆存储器与柔性电路等功能型应用方面也展现出了广阔前景。然而实现OTFT的实际应用还需要大量实验室阶段的攻坚克难。全方位发展材料、物理、器件是推动OTFT领域进步的关键。如今,成系列的适合于OTFT的有机半导体材料已经被设计并合成出来,其中优秀的材料OTFT的迁移率已经明显高于无定型硅TFT。此外,分子材料电荷输运理论也有了巨大的进步。因此,以现有理论为基础,深入发掘现有的材料的潜能,探究制备高性能OTFT的方法是极为重要的。OTFT性能的提升将反过来促进新材料的发展与电荷传输物理的完善,推动OTFT的进步。本论文的研究工作主要以拥有卓越光电性能的明星有机小分子p型半导体2,6-二苯基蒽(DPA)为核心研究材料,以被广泛使用的真空蒸镀作为薄膜的沉积方法,来探究薄膜沉积条件对DPA OTFT性能的影响。本工作通过从0.01?/s变化到3.00?/s的8种不同速率沉积了不同的DPA薄膜,并以其构筑了DPA OTFT,以此来探究薄膜沉积速率对DPA OTFT阈值电压与转移曲线回滞的影响。通过将OTFT场效应性能随薄膜沉积速率的变化结合有机半导体中缺陷态理论进行分析,并使用了X射线衍射、原子力显微镜、紫外光电子能谱对DPA薄膜进行表征,我们证明了DPA OTFT的阈值电压与回滞曲线的规律性变化是由于薄膜沉积过程中所引入的缺陷态密度不同导致的。本工作为将来制备与优化DPA及其类似物的OTFT提供详细的理论指导,并且对进一步发展DPA及其类似物的光电相关功能型OTFT及DPA与其他优秀半导体共同构筑功能型复合结构OTFT的发展做了扎实的铺垫。
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