有機(jī)超薄膜的提拉生長(zhǎng)及其應(yīng)用.pdf

1、隨著有機(jī)電子學(xué)的快速發(fā)展，有機(jī)半導(dǎo)體器件逐漸在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域表現(xiàn)出出眾的性能，而有機(jī)半導(dǎo)體薄膜作為有機(jī)半導(dǎo)體器件的核心部件，自然也得到了廣泛的關(guān)注。隨著商業(yè)需求的提高，有機(jī)半導(dǎo)體器件對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體薄膜活性層的性能提出了更高的要求，然而有機(jī)半導(dǎo)體材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與有機(jī)半導(dǎo)體薄膜性質(zhì)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系目前仍不清楚。因此，如何根據(jù)需求設(shè)計(jì)并合成具有特定功能的有機(jī)半導(dǎo)體材料，如何制備出高質(zhì)量可控的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜構(gòu)建高性能的有機(jī)光電器件，以及探索出有機(jī)半導(dǎo)

2、體薄膜的形態(tài)與結(jié)構(gòu)和器件性能之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系依舊是目前有機(jī)電子學(xué)的主要問題。基于以上難題，以苯并噻吩類分子DTBDT-Cn為研究對(duì)象，以浸漬提拉法為研究手段，針對(duì)分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與合成，DTBDT-Cn系列薄膜的制備、表征與分析以及DTBDT-Cn系列薄膜的應(yīng)用。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴設(shè)計(jì)了一系列具有不同烷基鏈鏈長(zhǎng)的有機(jī)半導(dǎo)體小分子 DTBDT-Cn(n=4,6,9,12)，針對(duì)其特定的分子結(jié)構(gòu)確定出可行的合成方案，并對(duì)其進(jìn)行了

3、必要的提純處理和氫的核磁、質(zhì)譜等表征分析。核磁、質(zhì)譜等數(shù)據(jù)表明，我們合成出高純度的既定目標(biāo)分子DTBDT-Cn(n=4,6,9,12)。⑵采用浸漬提拉法制備出 DTBDT-Cn系列薄膜，應(yīng)用多種檢測(cè)手段對(duì)其薄膜性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的表征，探討了鏈長(zhǎng)、提拉速率等因素對(duì)薄膜的形態(tài)和結(jié)構(gòu)以及薄膜晶體管性能的影響，并總結(jié)出烷基鏈鏈長(zhǎng)在浸漬提拉過程中對(duì)分子自組織能力的影響。我們發(fā)現(xiàn)：鏈長(zhǎng)會(huì)直接影響到DTBDT-Cn系列薄膜的形態(tài)，尤其是膜厚和薄膜取向方

4、面，影響DTBDT-Cn系列薄膜中分子堆積的結(jié)構(gòu)，其中側(cè)鏈為己基的DTBDT-C6分子在快速提拉的過程中最能發(fā)揮分子的自組織能力，形成厚度可控、具有明顯取向、高結(jié)晶性的高質(zhì)量薄膜。在制備出的相應(yīng)的頂接觸構(gòu)型薄膜晶體管中，DTBDT-C6晶體管在同系列中擁有最高的遷移率0.2 cm2/V·s，并同時(shí)具有最低的閾值電壓和最高的電流開關(guān)比。⑶利用提拉生長(zhǎng)的高取向、大尺寸的DTBDT-Cn多晶薄膜為分子模板層修飾基底，來誘導(dǎo)不易生長(zhǎng)的有機(jī)半導(dǎo)體