【摘 要】
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基于溶液法制备的有机薄膜晶体管从出现一开始就引起了人们的普遍关注,它不仅传承了有机半导体可溶液加工的优点,而且通过与另外一种功能性的绝缘高分子材料共混,节约材料,提高环
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基于溶液法制备的有机薄膜晶体管从出现一开始就引起了人们的普遍关注,它不仅传承了有机半导体可溶液加工的优点,而且通过与另外一种功能性的绝缘高分子材料共混,节约材料,提高环境稳定性的同时,又可以和去润湿图案化的技术结合,制备出图案化的复合材料有机薄膜晶体管阵列。本论文研究了TIPS-并五苯材料有机薄膜晶体管的制备与其性能,主要工作如下:(1)选择单一TIPS-并五苯体系,在不同的转速条件下制备了一系列有机薄膜晶体管。研究电学性能发现,随着转速的提高,薄膜晶体管的场效应迁移率、开关电流比和阈值电压等性能缓慢降低。当转速为1000rpm和2000rpm时,薄膜的结晶连续,结晶区域较大。当转速提高到3000rpm时,出现不完整的图案薄膜,结晶区域变小。1000rpm状态下的薄膜晶体管场效应迁移率为2.24×10-2cm2V-1s-1,开关比为8×103。(2)选择TIPS-并五苯与聚甲基丙烯酸甲脂的共混物体系进行研究。用旋涂法将共混物的图案制备在预处理基片的高表面能沟道部分。通过对共混物结构进行分析,得到了一个“顶-TIPS-并五苯,底-PMMA”的结构。因为PMMA层可以在半导体层与绝缘层之间扮演界面修饰层的作用,这种结构的有机薄膜晶体管性能是单一TIPS-并五苯体系有机薄膜晶体管性能的五倍,并且迟滞效应大大减小。这种方法制备的有机薄膜晶体管场效应迁移率为0.11cm2V-1s-1,阈值电压为-4.4V,双向扫描曲线的阈值电压差异为-0.2V。(3)用刮涂法制备TIPS-并五苯和PMMA的复合材料有机薄膜晶体管阵列。共混薄膜制备在基片的亲水区域,形成“顶-TIPS-并五苯,底-PMMA”的结构,这种结构对于削减器件迟滞效应和提高器件性能是有利的,因为它可以格挡在亲水区域的载流子陷阱。同时,刮涂法是一种可以提高阵列中器件性能均一性的方法,此种方法制备的薄膜晶体管最大场效应迁移率为0.062cm2V-1s-1,平均双向阈值电压差异为2.3V。
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