膦酸自組裝分子(SAMs)在基于萘四酰亞二胺衍生物(NDIs)的n型有機(jī)薄膜晶體管(OTFTs)中的應(yīng)用.pdf

1、有機(jī)薄膜晶體管(OTFTs)作為有機(jī)集成的核心組件，是一種由有源層、金屬電極和絕緣層組成的場效應(yīng)器件。近年來，由于OTFTs器件在下一代電子設(shè)備如柔性顯示器以及低成本射頻識別標(biāo)簽中的潛在商業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注。但是仍有許多挑戰(zhàn)制約著OTFTs在有機(jī)集成上的實(shí)際應(yīng)用，缺少高性能且空氣穩(wěn)定性好的n型有機(jī)半導(dǎo)體材料就是其中的一個(gè)挑戰(zhàn)。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1、本文選擇了三種不同的膦酸自組裝分子（NAPA、

2、TDPA、ODPA），通過溶液濃縮提拉法（T-BAG）分別在SiO2絕緣層表面形成了自組裝分子層（SAMs），并闡述了自組裝分子與絕緣層的作用的基本原理；通過觀測自組裝薄膜的接觸角，可知三種膦酸分子均有良好的疏水性，得以減小絕緣層表面的表面能；對ODPA分子自組裝薄膜的AFM圖譜進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)ODPA在SiO2絕緣層形成了致密均勻的單層薄膜。
　　2、經(jīng)過有機(jī)合成并分離提純得到幾種NDI衍生物有機(jī)半導(dǎo)體材料；通過熱重分析確定有機(jī)

3、半導(dǎo)體材料的熱分解溫度（Td），表明幾種NDI衍生物分子在蒸鍍時(shí)均沒有發(fā)生分解。測繪了NDI衍生物的循環(huán)伏安曲線，計(jì)算材料所對應(yīng)的LUMO能級，結(jié)果表明這幾種NDI衍生物分子的LUMO能級變化不大，均在-3.8eV左右。
　　3、利用真空沉積技術(shù)制備了基于五種NDI衍生物分子（NDI-TP、NDI-Cy5、NDI-C8、NDI-C14、NDI-C16）的OTFTs器件；對基于不同NDI衍生物的OTFTs器件的半導(dǎo)體特性進(jìn)行了表征，

4、測試出相應(yīng)的輸出特性曲線以及轉(zhuǎn)移特性曲線，從而計(jì)算得到OTFTs器件的半導(dǎo)體性能參數(shù)；對比OTFTs的半導(dǎo)體性能，分析了三種膦酸自組裝分子修飾SiO2絕緣層表面對器件性能的改善效果，討論了基底溫度（Tsub）對器件性能的影響；就三種膦酸自組裝分子而言，ODPA對器件性能的改善效果更為明顯；其中當(dāng)基底溫度為25℃，基于NDI-C14的OTFTs器件在ODPA的修飾下，載流子遷移率達(dá)到了5.83×10-2cm2/V?s,相對于未進(jìn)行自組裝的