1 长春工业大学 化学工程学院, 吉林 长春 130012
2 海南科技职业大学, 海南 海口 571126
通过调控对六联苯(p-6P)诱导层和酞菁锌(ZnPc)蒸镀工艺条件, 研究了有机半导体小分子的结晶生长成膜与ZnPc有机薄膜晶体管(OTFT)器件电性能的关系。结果表明, p-6P在180~190 ℃较高的衬底生长温度和3~4 nm的生长厚度下能够形成更大的结晶畴以及对二氧化硅衬底表面更好的覆盖, 有利于诱导ZnPc小分子的结晶生长, 使晶畴的排列更加有序。同时通过X射线衍射分析晶体结构, 结果表明p-6P衬底温度的升高会明显提高ZnPc薄膜的结晶性。电性能研究发现, ZnPc蒸镀厚度的增加会显著提高器件的饱和电流和迁移率, 在异质诱导条件下, p-6P薄膜厚度为3 nm、ZnPc蒸镀厚度为20 nm时, 器件的饱和电流为1.08×10-6 A, 迁移率为1.66×10-2 cm2·V-1·s-1。
酞菁锌(ZnPc) 薄膜生长 有机薄膜晶体管(OTFT) 电性能 p-6P p-6P zinc phthalocyanine(ZnPc) films growth organic thin film transistor(OTFT) electrical properties
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
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, 省部共建现代显示技术国家重点实验室(培育基地), 特种显示技术教育部重点实验室, 安徽 合肥 230009
采用非对称立体结构, 利用其表面在微米尺度范围上存在的表面曲率变化及其各向异性的梯度特征, 作用于喷墨打印在结构上方的TIPS-并五苯前驱体溶液表面, 形成不对称的液体表面张力分布, 从而驱动有机半导体发生取向生长。基于这种非对称立体结构制备了有机薄膜晶体管(OTFT)阵列, 其平均迁移率提升了近40%, 同时迁移率的变异系数由68%减小到39%。
有机薄膜晶体管 非对称立体结构 喷墨打印 取向结晶生长 OTFT asymmetric structure inkjet printing directional crystallization
1 福州大学 平板显示技术国家地方联合工程实验室， 福建 福州 350102
2 福建工程学院 信息科学与工程学院， 福建 福州 350108
通过对OTFT绝缘层SiO2表面分别采用十八烷基三氯硅烷(OTS)处理和原子层沉积薄层氧化铝的修饰方式，制备了喷墨打印有机薄膜晶体管并研究了修饰前后绝缘层的表面形貌、接触角及有源层的物相结构。虽然绝缘层的表面形貌在修饰前后变化不大，但是表面接触角和打印后有源层的物相结构有较大差别。OTS处理和沉积氧化铝修饰后，器件的迁移率比修饰前分别增大了4倍和9倍，而开关比则分别增大了1个和4个数量级。修饰后的最大迁移率可达0.35 cm2/( V·s)，开关比可达6.0×106。
有机薄膜晶体管 喷墨打印 表面修饰 原子层沉积 OTFT inkjet printing surface modification ALD
在过去数十年中,有机光电子在基础研究和产业化方面取得了巨大的发展,主要归因于有机光电子器件的可溶液加工、可印刷性、柔性、低成本和大面积制备等独特的优势。团队主要致力于发展并制备高性能的有机半导体应用于有机光电子器件。首先阐述了高性能有机半导体材料应用于有机发光二极管、有机激光、存储器、化学/生物传感的最新进展,然后将进一步介绍了获得国际认可的有机半导体p-n能带调控理论。
有机光电子 有机发光二极管 有机薄膜晶体管 有机光伏电池 organic optoelectronic OLED OTFT OPV
上海交通大学 电子信息与电气工程学院, 上海 200240
基于聚合物绝缘材料和半导体材料, 采用溶液法旋涂工艺制作了有机薄膜晶体管(OTFT), 通过不同方法制备有机半导体层、栅极和漏极, 以提高有机薄膜晶体管的器件性能。结果表明, 有机半导体层是否图形化以及不同金属电极的制备工艺对器件的接触电阻影响明显。有机半导体层图形化后, 器件的开关比有较大的提升。采用lift-off工艺, 先在聚合物绝缘层材料上对光刻胶图形化, 然后利用真空蒸镀法将金属电极蒸镀到绝缘层材料上, 最后将器件浸泡在70℃的NMP溶液中约30min, 接触电阻约为4.8×107Ω; 采用湿刻工艺对蒸镀在绝缘层材料上的金属电极进行处理, 接触电阻有明显的下降, 约为3.6×106Ω。
剥离 湿刻法 半导体层图形化 接触电阻 有机薄膜晶体管 lift-off wet etching organic semi-conductor patterned contact resistance OTFT
上海交通大学 电子信息与电气工程学院 光电材料与器件中心, 上海200240
基于新型的聚合物绝缘材料和半导体材料, 采用溶液法旋涂工艺制作有机薄膜晶体管, 通过优化聚合物半导体材料的溶剂、旋涂速度、退火温度等条件, 提高有机薄膜晶体管的器件性能。结果表明, 不同溶剂溶解半导体对制成的有机薄膜晶体管的迁移率影响明显；半导体层旋涂速度过慢和退火温度过低都会降低有机薄膜晶体管的性能。当采用1, 2, 4三氯苯(TCB)作为半导体溶剂, 旋涂速度为3000r/min, 后烘温度为190℃时, 有机薄膜晶体管的迁移率可以达到约0.5cm2·V-1·s-1, 亚阈值摆幅降至约0.6V/dec, 开关比大于106。
溶液法制程 旋涂 聚合物 有机薄膜晶体管 迁移率 solution process spincoating polymer OTFT mobility
江南大学 物联网工程学院，江苏 无锡 214122
本文研究了利用旋涂法在硅衬底上制备的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和三氟乙烯偏氟乙烯的共聚物(P(VDFTrFE))双层复合绝缘膜的漏电机理，采用这种膜的MIS器件的单位面积电容为32 nF/cm2。电流电压测试结果显示在不同的电压范围内其漏电曲线出现转折点，反映了这种膜在不同的电场下有不同的漏电机制。对实验结果拟合分析表明，在0～1 V电压范围内，其漏电主要是PooleFrenkel机制控制;在1～25 V电压范围内，主要是以肖特基发射电流为主;而在35～40 V的电压范围内，绝缘膜漏电流是空间电荷限制电流。
双层栅绝缘膜 漏电机制 OTFT OTFT double layer gate insulator film leakage current mechanism
吉林大学电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室， 吉林 长春130012
研究了二苯基邻菲罗啉以及氟化锂作为电极缓冲层对底栅顶接触型有机薄膜晶体管性能的影响，结果表明二苯基邻菲罗啉是一种比氟化锂更好的缓冲层材料。通过对二苯基邻菲罗啉缓冲层厚度的优化，获得了迁移率为0.302 cm2·V－1·s－1、阈值电压为－31.2 V、开关比为6.2×102的器件。器件性能提升的原因是由于二苯基邻菲罗啉缓冲层的引入降低了金电极与并五苯界面的空穴注入势垒与接触电阻。
有机薄膜晶体管 并五苯 电性能 OTFT pentacene electric performance
