合肥工业大学 光电技术研究院, 特种显示技术国家工程实验室,现代显示技术省部共建国家重点实验室培育基地, 安徽 合肥 230009
研究了基于给-受体共轭聚合物双(2-氧代二氢吲哚-3-亚基) -苯并二呋喃-二酮和联噻吩(PBIBDF-BT) 超薄膜叠层晶体管的电学性能及氨气传感特性。使用相分离方法以及转移-刻蚀步骤制备了不同堆叠层数的PBIBDF-BT超薄膜。系统地研究了PBIBDF-BT超薄膜堆叠层数与器件性能的关系。实验结果表明, 单层PBIBDF-BT超薄膜器件对氨气具有良好的传感性能, 电学性能较差。超薄膜叠层能够有效提高传感器的电学性能, 随着超薄膜叠层数量的增加, 器件迁移率不断上升; 超薄膜层数增加为3层及更多时迁移率上升趋势变缓, 迁移率最大值为0.58 cm2·V-1·s-1。超薄膜叠层器件氨气传感性能在层数为2层后呈现下降趋势。通过PBIBDF-BT超薄膜叠层方法, 制备出在1.0×10-5氨气环境下, 迁移率为0.23 cm2·V-1·s-1、源漏电流变化百分比为90.7%、性能良好的OFET氨气传感器。
有机超薄膜晶体管 给体-受体共轭聚合物 氨气检测 超薄膜叠层 organic ultra-thin film transistor donor-acceptor conjugated polymer ammonia gas detection ultrathin film stack
特种显示技术重点实验室, 特种显示技术国家工程实验室, 合肥工业大学光电技术研究院,合肥工业大学化学化工学院 安徽省先进功能材料与器件重点实验室, 安徽 合肥 230009
研究了基于供体-受体共轭聚合物双(2-氧代二氢吲哚-3-亚基)-苯并二呋喃-二酮和联噻吩(PBIBDF-BT)薄膜晶体管的氧传感特性。在不同的氧气浓度下, 器件展示了空穴和电子载流子的传感特性, 如源漏电流、迁移率和亚阈值摆幅随着氧从半导体层内吸附/解吸附的过程中被调节。实验结果表明: 随着真空度从0.7 Pa上升到0.08 Pa, 即氧气的体积分数从~5.3×10-6降到~6×10-7, 对于P型传输的迁移率、源漏电流(开态)和亚阈值摆幅分别改变了-52.7%、-51.3%和48%, 而对于N型传输分别改变了42.3%、59.5%和-39%。并且腔室中氧气的浓度从~8×10-7降到~6×10-7,变化了~2×10-7, 相应的P型和N型源漏电流分别变化了-45.9%和31.1%。基于PBIBDF-BT聚合物薄膜晶体管能够实现对氧气的双极性检测和低的氧检测线。
有机薄膜晶体管 供体-受体共轭聚合物 双极性传输 氧检测 OTFT donor-acceptor conjugated polymers ambipolar transmission oxygen detection
特种显示技术国家工程实验室, 现代显示技术省部共建国家重点实验室培育基地,合肥工业大学 光电技术研究院， 安徽 合肥 230009
采用液晶E7作为栅介质，聚异靛蓝噻吩乙烯噻吩(PII-TVT)作为半导体，利用光刻/蚀刻技术制备了漏极-源极-栅极(D-S-G)共面的有机场效应晶体管器件，并测试了晶体管性能，对液晶作为栅介质应用于有机场效应晶体管进行研究。实验结果表明，器件表现出比较特别的晶体管性能，开关比达到103。通过光学显微镜观察发现，施加栅极电压后液晶发生形变，表明栅极电压对电极上的液晶分子的取向排列有较大影响。在施加脉冲栅压时，沟道电流随着脉冲栅压时间的延长而增强。利用液晶分子在电场下发生极化和迟滞作用，可一定程度上模拟突触的刺激时间依赖性。
液晶 液晶栅介质有机场效应晶体管 极化 突触行为 liquid crystal LC-gated OFET polarization synaptic behavior
1 特种显示技术教育部重点实验室, 特种显示技术国家工程实验室, 现代显示技术省部共建国家重点实验室培育基地, 合肥工业大学 光电技术研究院, 安徽 合肥230009
2 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥230009
3 合肥工业大学 化工学院, 安徽 合肥230009
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 聚乙烯基苯酚(PVP) 聚苯乙烯(PS) 偏压应力 柔性有机薄膜晶体管 pentacene PVP PS bias-stress effect flexible organic thin-film transistor
1 特种显示技术教育部重点实验室 特种显示技术国家工程实验室现代显示技术省部共建国家重点实验室培育基地 合肥工业大学光电技术研究院, 安徽 合肥230009
2 合肥工业大学 化工学院, 安徽 合肥230009
采用十二烷基磺酸钠(SDS)和聚(3, 4-乙撑二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT/PSS)做分散剂制备了分散性能良好的多壁碳纳米管溶液, 借助聚二甲基硅氧烷(PDMS)在硅片表面形成亲水疏水区域, 采用溶液法制备了图案化的碳纳米管薄膜电极。应用图案化碳纳米管电极制作聚(3-己基噻吩)有机薄膜晶体管, 以 SDS和PEDOT/PSS为分散剂获得的器件迁移率分别为0.01 cm2 ·V-1·s-1和0.007 5 cm2 ·V-1·s-1, 开关电流比均为3×103。
多壁碳纳米管 溶液法 有机薄膜晶体管 电极 图案化 multi-walled carbon nanotube solution based fabrication organic thin film transistors(OTFT) electrode pattern
特种显示技术教育部重点实验室, 特种显示技术国家工程实验室, 现代显示技术省部共建国家重点实验室培育基地, 合肥工业大学 光电技术研究院, 安徽 合肥 230009
选择聚3-己基噻吩(P3HT)/聚己内酯(PCL)双晶共混体系制备了不同配比的共混物有机薄膜晶体管。电学性能研究发现, 随着共混物中P3HT含量降低, 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P3HT质量分数为40%时, 共混物薄膜仍具有较好的场效应性能, 迁移率为0.008 cm2·V-1·s-1, 开关电流比为5×103,阈值电压为45.5 V。原子力显微镜测试结果表明: 共混物成膜时发生明显的垂直相分离, 在界面处形成连续的半导体层, 有利于载流子传输。
有机薄膜晶体管 半导体/绝缘聚合物 相分离 电性能 organic thin-film transistors (OTFTs) semiconducting/insulating blend phase separation electric performance
特种显示技术国家工程实验室，现代显示技术省部共建国家重点实验室培育基地，合肥工业大学光电技术研究院， 安徽 合肥 230009
文章采用旋涂和滴涂两种方法分别制备了聚3-己基噻吩(P3HT)和聚苯乙烯(PS)共混物的有机薄膜晶体管器件，并通过掠角X射线衍射，扫描电镜和原子力显微镜对薄膜结构进行了研究，结果表明使用旋涂方法时薄膜中的P3HT形成了纳米网络结构，P3HT分子采取了共轭平面垂直于硅片表面的排列方式，这种结构有利于载流子的传输，从而提高了旋涂方法得到的薄膜的场效应迁移率。
有机薄膜晶体管 聚3-己基噻吩 共混物 迁移率 organic thin-film transistor poly(3-hexylthiophene) polymer blends mobility
