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。     

有机微纳晶场效应晶体管

有机单晶中分子排列长程有序、无晶界且杂质和缺陷很少,是揭示有机半导体材料本征性能和制备高迁移率器件的最佳选择。因此,有机单晶材料对于构筑高性能电子器件和电路等方面具有无可比拟的优势。同时,有机单晶材料也为揭示半导体材料微观分子堆积与宏观电性能关系提供了重要手段。有机分子间以弱的范德华力相结合,因此,有机半导体单晶多以微纳晶形式存在。目前,种类繁多的有机微纳晶半导体材料被广泛应用于高性能场效应晶体管器件,这些器件的研究不仅可以筛选出高性能的有机半导体材料,也为科研人员提供更多的机会来理解有机半导体中电荷传输的物理内涵。本综述介绍了有机单晶场效应晶体管的基本结构和运行机理;微纳晶制备、表征方法以及器件构筑方法;总结了近三年来有机微纳晶半导体材料与器件取得的最新研究进展;探讨了当前有机微纳晶研究的热点和趋势并分析了面临的挑战。     

小分子场效应晶体管

近几年来,作为新一代半导体晶体管的有机场效应晶体管(OFET)在制备技术和器件性能上都取得了很大的进步,并引起了有机半导体领域研究人员的广泛关注。本文主要介绍了常见的小分子材料在场效应晶体管中的应用,并对几种有机小分子材料的结构和场效应性能做了总结。     

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。     

有机发光晶体管的关键材料和器件研究※

有机发光晶体管(organic light-emitting transistor, OLET)是一种变革性的小型化有机光电器件, 其在同一器件中集成了场效应晶体管和发光二极管的两种器件功能, 在材料的基础物性研究、新型柔性显示/照明、有机电泵浦激光以及片上集成光电子器件等方面都具有着重要的研究意义. OLET独特的器件结构及工作模式使其对核心的关键材料和器件制备提出了新的要求, 而高性能OLET器件的构筑需要从材料和器件两个方面同时进行优化与改善. 近五年作者课题组和合作者在全面调研和分析OLET领域整体研究背景和存在基本科学问题基础上, 聚焦于高迁移率发光有机半导体关键材料的开发和高效OLET器件(线光源和面光源发光模式)的构筑两个方面开展了初步的探索性研究, 发展了系列特别是基于蒽和芴的高迁移率发光/激光有机半导体材料, 构筑了高性能的单组分有机单晶OLET器件和新型平面OLET面光源发射显示器件, 为进一步推动OLET及其相关领域发展奠定了重要的材料和器件研究基础.     

基于有机(高分子)半导体和光致变色分子的场效应晶体管

作为有机电子学重要的研究内容,有机场效应晶体管(OFETs)的研究近年来得到了广泛的关注.随着应用场景的多元化,研究者对具有多功能,尤其是对特定外场刺激具有响应及存储功能的场效应晶体管的研究越来越重视.其中,在光照下发生器件性能可逆变化的有机场效应晶体管在神经突触模拟、多稳态记忆器件、非易失性存储器等功能器件领域具有潜...     

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.     

具有触觉感知功能的有机晶体管研究进展

触觉感知电子学将以电荷传输为主的有机光电器件与以离子信号为主的生物体桥接起来,被认为是新一代人工智能系统构建的重要研究领域.有机晶体管通过电场诱导或电化学离子掺杂调控半导体的导电能力,显示出独特的光电特性.基于其本征柔性、可溶液加工性和生物相容性等特点,有机晶体管被认为是发展柔性智能感知器件的良好载体.过去10年,随着功能材料设计合成和器件结构开发,基于有机晶体管的生物物理信号传感和突触感知研究受到广泛关注并取得快速发展.本文从具有物理信号转化、信号传递与处理功能的有机晶体管器件结构设计、工作原理和制备技术等方面,概述了触觉感知功能的有机晶体管研究进展,重点介绍了温度/压力感知功能有机晶体管的发展与应用现状,最后总结了新一代触觉感知有机晶体管的研究策略并展望了面临的挑战与机遇.     

基于CH_3NH_3Pbl_3单晶的Ta_2O_5顶栅双极性场效应晶体管（英文）

具有无机-有机杂化钙钛矿结构的CH_3NH_3Pbl_3通常偏向于显示n型半导体特性,本文以五氧化二钽(Ta_2O_5)作为绝缘层,制备了基于钙钛矿CH_3NH_3Pbl_3单晶的顶栅结构场效应晶体管,暗态下更明显地观察到了CH_3NH_3Pbl_3所具有的p型场效应特性,空穴场效应迁移率达到8.7×10~(-5)cm~2·V~(-1)·s~(-1),此暗态空穴迁移率比原有报道的基于CH_3NH_3Pbl_3多晶薄膜的SiO_2底栅场效应晶体管提高了一个数量级。此外,光照对CH_3NH_3Pbl_3单晶场效应晶体管的性能有强烈影响。与底栅结构CH_3NH_3Pbl_3多晶场效应晶体管不同,即使有栅极和绝缘层的遮挡,5.00 mW·cm~(-2)的光照仍可使CH_3NH_3Pbl_3单晶场效应晶体管的空穴电流提高一个数量级(V_(GS)(栅源电压)=V_(DS)(漏源电压)=20 V),光响应度达到2.5 A·W~(-1)。本文工作实现了对CH_3NH_3Pbl_3场效应晶体管载流子传输的选择性调控,表明在没有外部因素的参与下,通过合适的器件设计,CH_3NH_3Pbl_3同样具有制备成双极性晶体管的潜力。     

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。     

核酸适体功能化的二维材料场效应晶体管传感器研究进展

二维材料场效应晶体管传感器具有可调的电学性质和高的灵敏度, 非常适合用于构建高性能的传感器, 应用于疾病诊断和环境监测等领域. 核酸适体是一种生物识别分子, 具有特异性强、 稳定性高等优势. 近年来, 核酸适体功能化的二维材料场效应晶体管传感器在医疗诊断和环境监测等领域取得了显著的研究进展. 本文综合评述了核酸适体功能化的二维材料场效应晶体管传感器的最新研究进展, 对场效应晶体管传感器的结构及传感原理进行了概括, 详细介绍了二维材料的制备方法以及核酸适体功能化器件的设计原理. 在此基础上, 对核酸适体功能化的二维材料场效应晶体管传感器在疾病诊断和环境监测领域的应用进展进行了概述, 讨论了核酸适体功能化的二维材料场效应晶体管传感器面临的一些问题和挑战, 对其发展前景进行了展望.     

共轭聚合物微纳晶的制备与表征及其在场效应晶体管器件中的应用

导电聚合物是20世纪70年代发展起来的一个新兴研究领域,因其在有机光电子学中诱人的应用前景备受关注.但是,目前大部分的聚合物光电器件都是基于薄膜构筑的,大量的缺陷及无规的分子排列不利于我们对材料本征性能的评估及高性能光电器件的构筑.有机单晶具有分子长程有序、低缺陷和无晶界等优点,是用来解决这些问题的最佳选择,但是高质量聚合物单晶的获得一直都是一个挑战性的问题.本文综述了目前有关共轭聚合物微纳晶的制备、表征及其在场效应晶体管器件应用中的研究进展,并对共轭聚合物微纳晶材料与器件的发展前景和面临的一些问题做了简要的讨论.     

水溶性共轭聚合物研究与应用进展

近年来,在水溶性共轭聚合物(CPs)方面的研究备受瞩目,由于它包含了聚合物共轭主链良好的光电性质的同时还兼具了良好的水溶性,因此在光电功能信息器件中有着特殊的应用,并显著地推动了包括生物传感、电致发光器件、太阳电池和场效应晶体管等有机光电子材料及其器件的发展.本文对近几年来水溶性CPs的合成及其应用进展做出简要的总结,...     

介电力显微镜探测氧化锌纳米线表面吸附分子对电导率的影响

利用场效应晶体管器件和介电力显微镜来研究氧化锌纳米线表面吸附分子对其电导率的影响. 相比于空气中,ZnO纳米线场效应晶体管器件在氮气中电导率更高,介电力显微镜得的介电信号也是在氮气中更大. 影响ZnO纳米线电导率变化的主要原因是表面吸附分子数量的变化,而并不是电极与材料之间接触性质的变化.     

结晶性有机半导体异质结器件

今天几乎所有重要的半导体器件的工作原理都与异质结和肖特基结有关,比较完整地理解和运用异质结和肖特基结是通过了长达半个世纪的持续努力.近20年有机异质结构已经被广泛的应用到有机电子器件中,包括有机发光二极管、有机光伏电池和有机场效应晶体管.然而,目前却缺少对有机异质结效应的认识.因此,完整认识有机异质结并运用它来发展有机半导体材料与器件是我们面临的机遇和挑战.本文首先阐述了我们对结晶性有机半导体异质结效应的理解,然后给出了有机异质结在半导体器件中的应用,重点介绍了我们近年来在运用有机异质结发展高功能电子器件方面的探索工作和初步认识.有机异质结在高性能场效应晶体管、改善金属有机接触和叠层器件中连接单元等方面均有所应用.有机异质结具有丰富的类型,充分利用有机异质结的特征,将为发展适合有机半导体材料、新功能器件和高级功能器件提供了新的视角和途径.     

基于异靛青的聚合物场效应晶体管材料研究进展

20世纪80年代以来,有机电子学领域的研究取得了很大进展.有机半导体材料凭借其成本低、质量轻、柔性好、易修饰、可大面积溶液加工等特点吸引了学术界以及工业界的极大关注.其中,第三代有机共轭聚合物,给-受体(Donor-Acceptor,简称D-A)共轭聚合物材料的发展尤为迅速.最近,以异靛青(Isoindigo,IID)类结构作为受体片段的D-A共轭聚合物被发现具有优异的性能,特别是在聚合物场效应晶体管器件中获得了最高3.62 cm~2·V~(-1)·s~(-1)的空穴迁移率,其衍生物获得14.4 cm~2·V~(-1)·s~(-1)的空穴迁移率,具有良好的应用前景.综述了近年来国内外关于异靛青结构在聚合物场效应晶体管材料中的应用,对其分子结构设计、器件制备以及构效关系做了详细介绍,希望为今后异靛青类化合物的应用拓展提供指导思路.     

具有感知功能的有机场效应晶体管研究进展

伴随着光电子学不断向智能化方向演化,发展具有感知功能的有机光电材料与器件成为重要的交叉前沿方向.有机场效应晶体管通过电场调控半导体分子的导电状态,不但能够结合电子开关功能构建本征柔性的逻辑与驱动电路,还可以结合多功能分子的设计与界面调控,制备具有化学/生物/物理信号传感、突触功能和适应功能的电子器件.过去十年,具有感知功能的有机晶体管研究日趋受到关注并取得快速发展.本文从有机半导体的分子设计、界面修饰、器件设计等方面概述有机场效应晶体管的感知功能化研究进展,重点介绍适应性有机晶体管方面的研究策略和发展现状,最后总结有机晶体管在感知功能研究方面的挑战与机遇.     

硒吩聚合物/寡聚物有机光电材料研究进展

主要从光电性能角度总结了近几年硒吩聚合物/寡聚物在有机太阳能电池(OSCs)、场效应晶体管(FETs)、发光二级管(LED)等方面的研究进展。目前,基于聚硒吩并[3,4-b]硒吩-苯并二硒吩(PSeB2)(polyselenopheno[3,4-b]selenophene-co-benzodiselenophene)本体异质结太阳能电池器件的能量转化效率最高,达6.87%;场效应晶体管方面,基于PSeDPP(P28)器件的空穴迁移率最高达1.62cm2.V-1.s-1。基于PFO-DDSTQ(一种硒吩芴基聚合物)的发光二级管,表现出目前基于硒吩化合物的最长波长发光器件,EL光谱峰值约860nm。通过对研究者的研究成果的总结发现,在有机光电器件的应用领域中硒吩聚合物/寡聚物是一种极具应用前景的材料。