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自从2001年,第一个有机光敏场效应晶体管(photoresponsive organic field-effect transistor,Phot OFET)被Narayan等人报道以来,Phot OFET因为材料来源广泛、制备工艺简单、与柔性衬底相兼容、具有较高的增益和信噪比,受到了广泛的关注。Phot OFET在光探测器领域具有广阔的应用前景。本论文对基于pentacene的底栅顶接触的Phot OFET做了一系列研究。具体的研究内容包括:(1)针对传统P型Phot OFET的源漏电极材料一般是采用高功函数的金属,虽然光响应度R较高,但是明暗电流比P却不高,提出采用低功函数的金属作为源漏电极,增大载流子的注入势垒,减小暗态下的沟道电流,从而增大明暗电流比。实验中对比了以Au(5.1 e V)、Cu(4.65 e V)、Ag(4.26 e V)、Mg:Ag(10:1)(3.7 e V)作为源漏电极的Phot OFET在100m W/cm2的模拟太阳光下的性能差别。结果表明由于Ag和Mg:Ag的功函数与并五苯的HOMO能级不匹配,导致黑暗下的沟道电流极小,从而基于Ag和Mg:Ag的Phot OFET器件的最高明暗电流比分别为619和2.89×103,远大于基于Au和Cu电极的Phot OFET。为了进一步验证该理论,通过在Ag与并五苯、Mg:Ag与并五苯间加入载流子注入层Mo O3,结果表明加入载流子注入层后,改善了源极的空穴注入,最大明暗电流比分别下降为153和260。(2)研究不同绝缘层对于Phot OFET器件性能的影响。实验中采用PVA为底层绝缘层,PMMA和PS为修饰层。对比基于PVA(500 nm)的器件A、PVA(500nm)/PMMA(50 nm)的器件B、PVA(500 nm)/PS(50 nm)的器件C在100m W/cm2的模拟太阳光源下的性能差别。结果表明添加了修饰层后的器件B和C的性能优于未添加修饰层的器件。原因是:①PVA的介电常数高于PMMA和PS,介电常数高的PVA具有较强的极性作用,可能对界面载流子的传输起到很大的束缚作用。②器件B和C中并五苯薄膜的晶粒尺寸大于器件A,有利于载流子传输。(3)针对Phot OFET器件在空气中稳定性差和寿命短的缺点,提出采用石蜡来封装器件。首先进行封装方式的探索,选择出可行的封装方法。然后将封装与未封装器件暴露在空气中,分别测试0 h、100 h及500 h后器件的性能,结果表明未封装器件的开关电流比和迁移率在500 h后分别减小了93%和40%,而经过石蜡封装的器件的开关电流比和迁移率在500 h后分别减小了32%和11%,得出石蜡封装可以有效提高器件稳定性,延长器件寿命。