采用有限元方法, 借助多物理场软件COMSOL模拟了底栅顶接触结构有机场效应晶体管电位和载流子浓度随源漏电压Vds的变化。模拟结果表明, 当固定栅压Vg=-10 V时, 改变Vds从0~-10 V, 对于电位分布, 从栅极到源漏电极竖直方向有渐进的变化, 而从源极到漏极的水平方向呈现由大到小明显的梯度变化。对于载流子浓度, 观察到沟道处从源极向漏极逐渐减少, 在靠近漏极的区域减少得尤为明显, 而当源漏电压等于栅极电压时, 产生夹断现象。进一步将模拟结果与实际制备的器件性能进行了对比, 模拟结果与实验数据所显示的分布趋势大体相同, 印证了模拟的合理性。由此表明, 采用模拟方法分析有机场效应晶体管的器件特性, 对于实际制备器件具有重要的指导意义。

采用溶液化的方法制备了以PMMA为绝缘层、P3HT为有源层的有机场效应晶体管。研究了P3HT有源层和PMMA绝缘层的旋涂速度对器件性能的影响。实验结果表明,当P3HT和PMMA的旋涂速度均为2 000 r/min时,器件的性能最佳。峰值场效应迁移率为6.84×10-2 cm2·V-1·s-1。结果表明,选择适当的旋涂速度是一种有效提高溶液化制备有机场效应晶体管性能的方法。

通过衬底加热和氧化钼(MoO3)修饰源漏极制备了并五苯有机场效应晶体管。研究了衬底温度和电极修饰层厚度对器件性能的影响。实验结果表明: 当衬底温度为60 ℃、MoO3修饰层为10 nm时, 器件性能获得了显著增强, 场效应迁移率由原来的3.39×10-3 cm2/(V·s)提高到2.25×10-1 cm2/(V·s), 阈值电压由12 V降低到3 V。器件性能的改善归因于: 衬底加热可以优化有源层形貌, 改善载流子传输; 而MoO3修饰层显著降低了电极与有源层之间的接触势垒, 提高了载流子的注入。因此, 衬底加热与电极修饰对于制备高性能有机场效应晶体管是不可或缺的优化手段。

采用生物材料(蛋清)作为栅绝缘层制备了基于C60为有源层的有机场效应晶体管。器件展现出了合理的电学特性, 场效应迁移率和阈值电压分别为2.59 cm2·V-1·s-1和1.25 V。有机场效应晶体管展现良好性能的原因是蛋清具有较高的介电常数及热退火后形成的光滑表面形貌。实验结果表明, 对于制备有机场效应晶体管来说, 蛋清是一种有前途的绝缘层材料。

采用溶液制备法制备了用PVA作为绝缘层、P3HT作为有源层的有机场效应晶体管, 研究了不同浓度PVA栅绝缘层对器件性能的影响。实验结果显示, 以质量分数为8%的PVA溶液制备的栅绝缘层具有最好的性能, 器件的场效应迁移率为0.31 cm2·V-1·s-1, 阈值电压为-6 V。进一步分析了PVA栅绝缘层浓度对器件性能提高的原因, 结果表明,对于制备溶液化的有机场效应晶体管, 选取合适的PVA栅绝缘层浓度非常重要。

使用脉冲三波长Nd:YAG激光实现了室温下半导体硅上化学沉积Ni-Pd-P纳米膜。SEM结果表明,激光诱导化学沉积Ni-Pd-P纳米膜具有良好的选择性。经STM测试发现,由于激光作用,镀层不仅沿表面生长,而且在厚度方向上也不断增厚。极化曲线测试表明,短时间激光诱导沉积的Ni-Pd-P纳米膜具有优异的析氢催化性能。