溶液法大面积制备有机小分子场效应晶体管

作为柔性电子器件的基本构筑元件,有机场效应晶体管(OFETs)近年来受到深入研究并在高性能材料研发和器件多功能应用等方面取得了长足的进展。溶液加工技术以其温和的操作条件和灵活多样的工艺流程,成为实现高性能有机场效应晶体管器件低成本、大面积制备的优良选择。与聚合物相比,小分子有机半导体材料具有较高的固态堆积有序度及紧密程度和材料纯度,更易加工出性能优良的器件。然而小分子材料的成膜性较差,溶液加工潜能欠佳。如何通过不同的溶液加工技术制备取向均一的大面积连续小分子半导体薄膜,进而构筑高性能大面积器件阵列,成为了领域内的研究重点。本文概述了近年来可溶液加工且性能优良的小分子有机半导体材料研究进展,并依据工艺特点,分别介绍了溶液滴注、弯液面引导涂布和打印这三类可实现大面积制备的溶液加工技术,最后对溶液法大面积制备有机小分子场效应晶体管领域的发展前景进行了展望。     

高性能的n-型和双极性有机小分子场效应晶体管材料

作为有机场效应晶体管的关键组成部分,有机半导体材料直接决定了器件的性能和稳定性。相比于p-型有机半导体材料,n-型和双极性有机半导体材料在迁移率和稳定性等方面则显著滞后。因此,n-型和双极性小分子有机半导体材料的设计与合成已成为高性能OFETs的学术研究的焦点。这篇综述重点突出了近十年报道的具有较好性能的n-型和双极性小分子有机半导体材料,并且对其结构和性能的关系进行了归纳,旨在对设计合成高性能、空气稳定的n-型和双极性有机小分子半导体材料提供一些指导帮助。     

有机场效应晶体管中给体-受体共聚物材料研究进展

自20世纪80年代至今,有机场效应晶体管(Organic field-effect transistor,OFET)的研究已经取得了很大的发展,目前可用于场效应晶体管的有机半导体材料已达数百种.经过30年的发展,有机场效应晶体管的迁移率从10-6~10-5cm2?V-1?s-1提高到12 cm2?V-1?s-1,增长了6个数量级,其性能已经超过了无定形性硅场效应晶体管(0.1~1 cm2?V-1?s-1).值得指出的是,目前该类高性能的材料几乎都是基于给体-受体(Donor-Acceptor,简称D-A)的共轭聚合物,它也被誉为第三代半导体材料.本文综述了近年来国内外D-A共聚物半导体材料的研究状况,对空穴传输型、双极传输型和电子传输型的D-A共聚物半导体材料进行了分类总结和评述,并对其设计思路,器件制备及性能做了详细介绍,总结了材料的化学结构与器件性能间的基本规律,为今后应用于有机场效应晶体管的给体-受体共聚物半导体材料提供设计思路.     

聚合物场效应晶体管材料及其器件

导电聚合物因为可以大面积成膜、器件制作工艺简单,近年来在有机场效应晶体管的研究中受到越来越多的关注。有的聚合物场效应晶体管其性能已经可以和无定型硅晶体管相比拟。本文回顾了聚合物场效应晶体管的发展历程,概述了聚合物场效应晶体管的材料、器件制作、性能及工作机理。同时,对聚合物场效应晶体管的发展前景和目前存在的问题作了简单的总结。     

聚合物场效应晶体管材料及其器件

导电聚合物因为可以大面积成膜、器件制作工艺简单,近年来在有机场效应晶体管的研究中受到越来越多的关注.有的聚合物场效应晶体管其性能已经可以和无定型硅晶体管相比拟.本文回顾了聚合物场效应晶体管的发展历程,概述了聚合物场效应晶体管的材料、器件制作、性能及工作机理.同时,对聚合物场效应晶体管的发展前景和目前存在的问题作了简单的总结.     

聚合物场效应晶体管材料及其器件

导电聚合物因为可以大面积成膜、器件制作工艺简单,近年来在有机场效应晶体管的研究中受到越来越多的关注.有的聚合物场效应晶体管其性能已经可以和无定型硅晶体管相比拟.本文回顾了聚合物场效应晶体管的发展历程,概述了聚合物场效应晶体管的材料、器件制作、性能及工作机理.同时,对聚合物场效应晶体管的发展前景和目前存在的问题作了简单的总结.     

苯并噻吩类稠环化合物的合成及其在有机场效应晶体管中研究的进展

总结了苯并噻吩类稠环化合物半导体材料的最新研究进展,对其合成方法及结构与性能进行了归纳,介绍了它们在有机场效应晶体管中的应用,并对其研究和应用前景进行了展望。     

苯并噻吩类稠环有机半导体材料的合成及在场效应晶体管中应用研究的进展

总结了苯并噻吩类稠环化合物半导体材料的最新研究进展,对其合成方法及结构与性能进行了归纳,介绍了它们在有机场效应晶体管中的应用,并对其研究和应用前景进行了展望。     

苯并二噻吩/苯并噻二唑ADA型光电化合物:氟取代的影响

在其组成的共轭基元上进行氟取代是有机光电材料功能修饰的常见策略之一.在前期苯并二噻吩/苯并噻二唑ADA型小分子光电化合物基础上,在两个苯并噻二唑基元上引入不同个数的氟取代基,考察氟修饰位置和个数对其基本性质、场效应晶体管和光伏性能的影响.研究表明,随着氟原子数目的增加,化合物的溶解性能降低,热稳定性提高,最高占有轨道和最低空轨道能级降低,但光谱吸收范围变化不大.有机场效应晶体管器件测试表明,当苯并噻二唑单氟代且位于外侧位点时,化合物的空穴迁移率有所降低;当苯并噻二唑双氟代时,迁移率得到了明显提高,达到0.27cm~2·V~(-1)·s~(-1).光伏器件研究发现,氟原子的引入提高了器件的开路电压,但活性层形貌变差,最终导致短路电流密度和电池效率下降.     

并五苯及其衍生物在有机场效应晶体管中的应用

有机场效应晶体管（organic field—effect transistors,OFETs）是以有机半导体材料作为有源层,通过电场控制电流的电子器件．与传统的无机半导体器件相比,由于其可应用于生产大面积、柔性、低成本电子设备而备受关注,在有机存储器件、有机太阳能电池、柔性平板显示和电子纸等众多领域具有潜在而广泛的应用前景．并苯类材料因其紧密的分子堆积及优异的半导体性能被广泛研究．其中,并五苯及其衍生物在场效应晶体管中表现出良好的性质,其效果甚至可以与非晶硅相媲美,但并五苯较差的溶解性及环境稳定性阻碍了其进一步应用．科研工作者通过对分子结构进行修饰改造设计,合成了一系列并五苯的衍生物,其不仅在稳定性、电学性能和溶解性方面有很大提高,还可以将该p-型半导体材料拓展到双极性及n-型半导体材料领域．本文对并五苯及其衍生物在有机场效应晶体管中的应用进行了较为全面的综述,期望对该领域的研究起到一定的推动作用．     

有机单晶场效应晶体管

有机单晶场效应晶体管的研究对于探索电子的本质特性具有十分重要的意义。近几年来,不管是在制备技术还是在器件性能的研究方面,有机单晶场效应晶体管均取得了很大的进步,并由此引起了社会的广泛关注,成为场效应晶体管领域的一个重要研究方向。本文主要介绍了有机单晶的生长方法、有机场效应器件的各种制备技术、器件的迁移率及其影响因素,并对有机单晶场效应晶体管的发展前景和面临的一些问题作了简要的讨论。     

有机单晶场效应晶体管

有机单晶场效应晶体管的研究对于探索电子的本质特性具有十分重要的意义。近几年来，不管是在制备技术还是在器件性能的研究方面，有机单晶场效应晶体管均取得了很大的进步，并由此引起了社会的广泛关注，成为场效应晶体管领域的一个重要研究方向。本文主要介绍了有机单晶的生长方法、有机场效应器件的各种制备技术、器件的迁移率及其影响因素，并对有机单晶场效应晶体管的发展前景和面临的一些问题作了简要的讨论。     

N‐Heterocyclic‐Carbene‐Treated Gold Surfaces in Pentacene Organic Field‐Effect Transistors: Improved Stability and Contact at the Interface

N‐Heterocyclic carbenes (NHCs), which react with the surface of Au electrodes, have been successfully applied in pentacene transistors. With the application of NHCs, the charge‐carrier mobility of pentacene transistors increased by five times, while the contact resistance at the pentacene–Au interface was reduced by 85 %. Even after annealing the NHC–Au electrodes at 200 °C for 2 h before pentacene deposition, the charge‐carrier mobility of the pentacene transistors did not decrease. The distinguished performance makes NHCs as excellent alternatives to thiols as metal modifiers for the application in organic field‐effect transistors (OFETs).     

Phthalocyanine-based field-effect transistors as gas sensors

In this review molecular field-effect transistors are described and compared with their gate-modified inorganic counterparts. The different processes involved in gas sensing are summarized. The advantages of transistors on resistors are demonstrated. The sensitivity of molecular field-effect transistors to strong oxidizing species, for example ozone, is detailed and compared with their sensitivity to humidity and volatile organic compounds. Application to ozone monitoring in urban atmospheres is also described.     

Chemical and biological sensors based on organic thin-film transistors

The application of organic thin-film transistors (OTFTs) to chemical and biological sensing is reviewed. This review covers transistors that are based on the modulation of current through thin organic semiconducting films, and includes both field-effect and electrochemical transistors. The advantages of using OTFTs as sensors (including high sensitivity and selectivity) are described, and results are presented for sensing analytes in both gaseous and aqueous environments. The primary emphasis is on the major developments in the field of OTFT sensing over the last 5–10 years, but some earlier work is discussed briefly to provide a foundation.     

Simple circuit to improve electric field homogeneity in contour-clamped homogeneous electric field chambers.

We redesigned contour-clamped homogeneous electric field (CHEF) circuitry to eliminate crossover distortion, to set identical potentials at electrodes of each equipotential pair and to drive pairs with transistors in emitter follower stages. An equipotential pair comprised the two electrodes set at the same potential to provide electric field homogeneity inside of the hexagonal array. The new circuitry consisted of two identical circuits, each having a resistor ladder, diodes and transistors. Both circuits were interconnected by diodes that controlled the current flow to electrodes when the array was energized in the 'A' or 'B' direction of the electric field. The total number of transistors was two-thirds of the total number of electrodes. Average voltage deviation from potentials expected at electrodes to achieve a homogeneous electric field was 0.06 V, whereas 0.44 V was obtained with another circuit that used transistors in push-pull stages. The new voltage clamp unit is cheap, generated homogeneous electric field, and gave reproducible and undistorted DNA band patterns.     

Trifluoromethyltriphenodioxazine: air-stable and high-performance n-type semiconductor

Two trifluoromethyltriphenodioxazines were efficiently synthesized as active materials for n-type organic field-effect transistors, and their optical and electrochemical properties were characterized. Air-stable and high-performance thin film transistors based on the two compounds were fabricated.     

Dibenzoannelated tetrathienoacene: synthesis, characterization, and applications in organic field-effect transistors

Two structural isomers of six-fused-ring sulfur-containing molecules were synthesized as active materials for p-type organic field-effect transistors, and their optical and electrochemical properties were characterized. Field-effect transistors based on these compounds were fabricated to investigate the relationships between structures and semiconductor properties.