絕緣層修飾對并五苯有機(jī)薄膜晶體管電學(xué)性能改善機(jī)制的研究.pdf

1、本文的主要研究方向為利用修飾層提高和改善并五苯有機(jī)薄膜晶體管(Organic Thin-Film Transistors，OTFT)的電學(xué)特性，并且研究了性能改善的機(jī)理。
　　 首先，回顧了OTFT的發(fā)展歷史及概況?？偨Y(jié)了OTFT在實驗室的研究成果和目前在實際生活中的運用情況，進(jìn)而討論了OTFT目前存在的問題以及研究發(fā)展方向。并在接下來的內(nèi)容里介紹了OTFT的基本知識，包括常見的器件結(jié)構(gòu)、OTFT的工作原理、材料選擇和制備工藝等

2、。
　　 其次，對提高有機(jī)薄膜晶體管的電學(xué)性能的研究。
　　 在本節(jié)中比較了不帶修飾層和帶有PhTMS界面修飾層的OTFT器件性能以及帶有PhTMS界面修飾層下兩種有源層厚度的OTFT器件。我們發(fā)現(xiàn)帶有PhTMS界面修飾層并且有源層厚度為40nm時，器件性能最佳，其場效應(yīng)遷移率為4×10-2cm2/Vs，開關(guān)電流比1.87×102，閾值電壓為-10.3V。其次為帶有PhTMS界面修飾層并且有源層厚度為30nm時的器件，其

3、場效應(yīng)遷移率為3.4×10-2cm2/Vs，開關(guān)電流比1.38×102，閾值電壓為2.74V。不帶修飾層時，其器件的場效應(yīng)遷移率為5.66×10-3cm2/Vs，開關(guān)電流比0.52×102，閾值電壓為3.94V。對器件結(jié)果分析后我們發(fā)現(xiàn)，首先，修飾后，被處理的絕緣層表面會形成一個有機(jī)緩沖層，對絕緣層和有源層薄膜之間有很好的兼容一致性，從而改善器件的性能。另外，經(jīng)過PhTMS修飾后，并五苯晶粒尺寸變大使得單位面積晶粒密度減小，同時薄膜內(nèi)部

4、的晶界密度減小，減小了薄膜內(nèi)部的陷阱態(tài)的作用，從而改善器件的性能。最后我們發(fā)現(xiàn)，在并五苯薄膜厚度為40nm時并五苯薄膜具有更大的晶粒尺寸，可以改善器件性能。
　　 最后，我們研究了有無修飾層下有機(jī)薄膜的生長機(jī)制。
　　 在本章中我們探測了在有無修飾層的界面上生長不同厚度的并五苯薄膜的AFM圖。通過對比其AFM圖發(fā)現(xiàn)襯底經(jīng)過PhTMS修飾后，在生長初期薄膜以島狀生長為主，分子在生長過程中是以單一方向堆積的，而且分子沿長軸方

5、向生長，即垂直于襯底表面生長。而不帶修飾層時，在薄膜生長初期就顯示出類似層狀-島狀生長模式，既存在直立生長又存在傾斜生長。
　　 經(jīng)過修飾層處理后，并五苯分子會更加容易垂直于襯底方向生長，薄膜中薄膜相的成分增加，而不帶界面修飾層的器件，并五苯薄膜處于薄膜相和三斜體相混合狀態(tài)。我們知道處于薄膜相時，分子之間的距離減少，使得分子間的共軛度更高，可以使載流子在薄膜中更有效的傳輸。這樣可以有效地改善OTFT器件的性能。相對的未修飾時OT