有機(jī)半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能研究.pdf

1、過去的十多年來，半導(dǎo)體器件的材料都以無機(jī)半導(dǎo)體材料為主并獲得了廣泛的應(yīng)用。然而就目前而言，以硅為代表的無機(jī)半導(dǎo)體電子元器件已微細(xì)加工至亞微米、深亞微米量級(jí)，其芯片的技術(shù)水準(zhǔn)所能達(dá)到的集成度已趨向于物理極限。有機(jī)半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)，極大地豐富了人們的視野，激發(fā)了人們廣泛的研究興趣，已經(jīng)成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)之一，有機(jī)電子元器件在一些領(lǐng)域中有超越無機(jī)元器件的優(yōu)異特性，如制作工藝簡(jiǎn)單、低成本、柔韌性好等優(yōu)點(diǎn)，有希望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，同時(shí)一些用有機(jī)材料

2、制作的電子器件表現(xiàn)了自身特有的電子性能，因此發(fā)現(xiàn)和研究有機(jī)半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能是一項(xiàng)十分必要的工作，有利于推動(dòng)有機(jī)半導(dǎo)體物理器件領(lǐng)域快速向前發(fā)展。 本文研究了有機(jī)半導(dǎo)體器件的電學(xué)特性。內(nèi)容分為兩部分：(1)液態(tài)有機(jī)半導(dǎo)體器件(2)固態(tài)有機(jī)半導(dǎo)體器件，在各部分內(nèi)容中都對(duì)器件的制作做了闡述，對(duì)其器件的性能做了研究，并給出了相應(yīng)的定性模型。 在制作和研究液態(tài)有機(jī)器件的過程中，我們采用了極為簡(jiǎn)單的制作器件的方法，用有機(jī)極性材料蘇

3、氨酸的水溶液做器件功能材料，在柵極電場(chǎng)的作用下我們觀測(cè)通過溶液的電流有不同種類的振蕩現(xiàn)象。我們?cè)敿?xì)地研究了柵極電壓對(duì)源漏之間電流隨電壓變化的曲線、電流隨時(shí)間變化的曲線和電流隨電壓變化的循環(huán)曲線的影響。為了解釋器件的工作機(jī)制，我們觀測(cè)了蘇氨酸和去離子水在不同的柵極電壓下源漏之間電阻隨頻率的變化情況。最后根據(jù)器件所表現(xiàn)出來的這些性能提出了用于定性解釋器件工作機(jī)制的液態(tài)極性偶極子模型。 在制作和研究薄膜態(tài)有機(jī)半導(dǎo)體器件的過程中，我們使

4、用薄膜晶態(tài)有機(jī)極性材料嘧啶醇作為器件的功能材料，使用掩膜蒸鍍法制作了長(zhǎng)度是20μm、寬度是10mm的電子溝道。在測(cè)量器件的性能時(shí)我們發(fā)現(xiàn)了不同的三種晶態(tài)形貌結(jié)構(gòu)(針狀、樹枝狀和塊狀)，在柵極電壓的作用下出現(xiàn)不同的I<,DS>-V<,DS>性能曲線，同時(shí)出現(xiàn)了三種異常的電流效應(yīng)，包括正常的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管I<,DS>-V<,DS>性能曲線，由柵極電壓V<,G>控制的電池效應(yīng)和多次測(cè)量后器件的場(chǎng)效應(yīng)性能消失。這樣的異常電流效應(yīng)是晶態(tài)有機(jī)極性