有机场效应晶体管(OFET)也称有机薄膜场效应晶体管(OTFT),它是有机电子学的重要研究课题之一。由于它具有良好的发展前景和商用价值,因而具有重要的研究意义,为此,本文从理论上、实验上、模拟上分别对OFET进行了相关的研究。 文中首先回顾了OFET的发展历史,评述了OFET发展过程中所存在的问题及各阶段的研究重点。除此之外,对现阶段OFET存在的问题、研究热点及未来的发展方向作了总结。这些热点研究内容中的一部分也是本文的重要研究对象,如绝缘层和半导体间的相互作用对OFET性能的影响等。 其次,概述了各种OFET中常用的材料,包括有机场效应半导体材料、电极材料和绝缘层材料等。其中着重对有机场效应材料进行了分析,并根据有机分子的大小将之分为有机小分子、有机低聚物、有机高聚物,根据有机分子对电子和空穴传输能力的不同将之分为p型、n型、双极型分别进行了论述。此外,对各种电极材料和绝缘材料也作了综述。 阐释了OFET的工作机理,这分别是从OFET结构、有机半导体中的载流子传输机理、OFET的I-V公式推导等方面进行阐述的。由于不同的载流子传输方式是有机、无机半导体器件的最重要差别所在,而目前关于OFET的载流子传输模型有多种,为此本文对此作了分析与归纳。另一方面,OFET是工作在增强模式下,这也区别于常见的无机单晶FET,文中对此也进行了论述,并推导了相关的电流电压特性方程。 制备了几种不同结构的OFET(包含顶部电极结构、底部电极结构等),确定了相关的工艺条件。对OFET中常用的源漏电极材料Au进行了替代,并采用ITO作为OFET的源漏电极,所制器件性能良好,文中对相关机理进行了分析。为充分利用ITO材料的优点,本文还在采用ITO载玻片为衬底的基础上制备了一种新