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《兰州大学》 2007年
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并三苯有机场效应晶体管的研制

李东仓  
【摘要】: 从上世纪90年代剑桥大学的研究人员演示了采用PPV的电致发光开始,有机半导体就开始吸引了全世界大量的研究经费,风险投资,甚至诺贝尔奖,有机电子已成为一个新兴的、前景迷人的、具有巨大商业利益的朝阳产业。 有机场效应晶体管(OFET)是有机电子器件家族中一类重要的器件,也是有机半导体的重要研究内容之一。由于它在有机显示器的有源驱动电路、有机传感器、存储器、射频身份卡(RFID)、电子书(E-book)或电子纸等领域具有良好的商业应用前景和价值,因而吸引了人们广泛的关注。同时,OFET器件是有机半导体材料性能研究的一个重要和有力的工具,所以OFET具有重要的研究价值。本文从器件发展历史,器件材料,器件理论,器件工艺,器件制备等方面进行了相关的研究。 首先综述了有机电子学的发展概况,介绍了有机电子器件中几种关键的器件如有机发光器件(OLED),有机光电探测器,有机单分子器件,有机传感器等,以及发展概况、目前现状等。回顾了OFET近20年的发展历史,重点介绍了有机集成电路的发展历程和概况,讨论了OFET目前存在的问题和研究热点。 概括、总结和讨论了OFET器件结构的各种形式,包括四种通用型器件结构和一些特殊器件结构,分别综述和讨论了OFET器件制备中的各种材料,有有机半导体材料、电介质材料、电极材料、衬底材料等性能、特点和应用。对有机半导体材料的导电类型原理做了详细的研究。 基于近十多年的研究,系统全面的介绍和研究了有机半导体载流子理论模型,推导了OFET器件的载流子分布形式和OFET电流方程,研究了OFET中场效应迁移率的意义和估算方法,讨论和研究了有机半导体和金属电极间接触电阻的产生原因,对器件特性的影响等。 OFET相对于无机FET器件,其最大的优点在于低成本制备工艺,文中全面介绍和讨论了OFET制备工艺,包括应用传统硅工艺,如真空镀膜、光刻技术等,有机电子特有的溶液涂覆工艺,LB膜工艺,自组装工艺,印刷工艺等等的工艺原理、工艺过程和特点,另外还讨论了有机半导体单晶工艺在OFET中的应用特性。 从材料特性,工艺流程设计、器件结构设计、材料选取等方面,设计制备了基于并三苯的有机场效应晶体管,采用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射分析仪、光学显微照相等手段研究了并三苯材料应用于OFET中各种成膜工艺及特性。 引入了两种有机电介质材料——环氧树脂和聚酰亚胺,分别研究了其成膜工艺,介质特性和器件性能,探讨了制备低成本全有机OFET器件的可能性和可行性。 设计了OFET特性测试装置,分别测试了并三苯OFET的输出特性曲线和转移特性曲线,根据器件理论分析了实验测试结果,给出了有益的结论。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN386.1

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【参考文献】
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