多温度阶梯退火对有机聚合物太阳能电池器件性能的影响

以聚3-己氧基噻吩(P3HT)作为给体,富勒烯衍生物(ICBA)作为受体,制备了体异质结结构的聚合物太阳能电池,研究不同热退火条件对器件的光伏输出特性及稳定性的影响.研究发现,采用多温度、阶梯退火比单一温度退火能使器件的光伏输出性能明显提高,与此同时器件的寿命显著延长,可以在未封装的环境下保持器件性能的稳定,减缓器件的衰退.     

低工作电压聚噻吩薄膜晶体管

以高掺杂Si单晶片作为衬底且充当栅电极,采用磁控溅射法在硅片上沉积HfTiO薄膜作为栅介质层,聚三己基噻吩(P3HT)薄膜作为半导体活性层,金属Au作为源、漏电极,并采用十八烷基三氯硅烷(OTS)对栅介质层表面修饰,在空气环境下成功地制备出聚合物薄膜晶体管(PTFT).PTFT器件测试结果表明,该晶体管在低的驱动电压(<-1 V)下仍呈现出良好的饱和行为,其阈值电压和有效场效应迁移率分别为0.4 V和2.2×10^-2 cm²/V ·s.通过对金属-聚合物-氧化物 关键词： 聚合物薄膜晶体管 聚三己基噻吩 场效应迁移率 k栅介质')" href="#">高k栅介质     

衬底温度对TiOPc光敏有机场效应管的影响

制备了基于酞菁氧钛(TiOPc)的有机光敏场效应管,对氧化铟锡(ITO)衬底器件进行温度优化。实验结果表明,随着衬底温度(T_(sub))的增加,器件载流子迁移率(μ)、光暗电流比(P)和光响应度(R)先增加后减小,在T_(sub)=140℃时达到最大。T_(sub)=140℃的ITO衬底器件,在波长808 nm、光功率密度190 m W·cm~(-2)的近红外光照下,最大载流子迁移率达到1.35×10~(-2)cm~2·V~(-1)·s~(-1),最大光暗电流比为250,栅压为-50 V时的最大光响应度为1.51 m A/W。     

高灵敏度Sb基量子阱2DEG的霍尔器件（英文）

用分子束外延技术将高灵敏度的In As/Al Sb量子阱结构的Hall器件赝配生长在Ga As衬底上。设计了由双δ掺杂构成的Hall器件的新结构,有效地提高了器件的面电子浓度。与传统的没有掺杂的In As/Al Sb量子阱结构的Hall器件相比,室温下器件电子迁移率从15 000 cm~2·V~(-1)·s~(-1)提高到16 000 cm~2·V~(-1)·s~(-1)。AFM测试表明材料有好的表面形态和结晶质量。从77 K到300 K对Hall器件进行霍尔测试,结果显示器件不同温度范围有不同散射机构。双δ掺杂结构形成高灵敏度、高二维电子气(2DEG)浓度的In As/Al Sb异质结Hall器件具有广阔的应用前景。     

掺杂吡唑喹啉衍生物的聚乙烯基咔唑薄膜载流子传输性能的研究

对比研究了吡唑喹啉衍生物(PAQ5)的掺杂对聚N-乙烯基咔唑(PVK)聚合物薄膜载流子传输性能的影响.分析薄膜宏观的电流密度-电场关系发现:电场F在106~10~7 V·cm-1范围时,纯PVK薄膜中电流密度J∝F2.1,而在掺杂了PAQ5(4.8wt%)的PVK薄膜中J∝F2.9.掺杂薄膜导电能力的提高,除了有空穴从阳极注入PVK形成的空间电荷限制电流之外,也有PAQ5使电子从阴极注入和传输形成的传输电流.分析薄膜用飞行时间法测得的瞬态光电流谱可得:在1×105~2×10~5 V·cm-1的低场下,纯PVK薄膜中传导电流的主要是空穴载流子,其迁移率在7.6×10~(-5) cm~2·V~(-1)·s~(-1),而电子迁移的信息却很微弱,PAQ5掺杂浓度为2wt%的PVK薄膜载流子传输性能没有大的变化.在PAQ5掺杂浓度为5wt%的PVK薄膜中,空穴的迁移率为6.0×10-5 cm~2·V~(-1)·s~(-1),电子的迁移率为7.9×10-6cm~2·V~(-1)·s~(-1).掺入的PAQ5建立的电子传输通道使掺杂薄膜载流子的传输性能得到显著提高.     

高灵敏度InAs/AlSb量子阱的霍尔器件(英文)

用分子束外延在Ga As(001)衬底上生长了两个量子阱结构的霍尔器件,一个是没有掺杂的量子阱结构,一个是Si-δ掺杂的量子阱结构。研究了霍尔器件的面电子浓度和电子迁移率与温度的关系。结果表明,在300 K下,Si-δ掺杂的量子阱结构的电子迁移率高达25 000 cm~2·V~(-1)·s~(-1),并且该器件输入电阻和输出电阻较低。同时,Si-δ掺杂的量子阱结构霍尔器件的敏感度好于没有掺杂的量子阱结构霍尔器件。     

高迁移率聚合物薄膜晶体管

以高掺杂Si单晶片作为栅电极, 热生长SiO₂作为栅介质层, 聚三己基噻吩薄膜作为半导体活性层, Au作为源、漏电极, 并采用十八烷基三氯硅烷（OTS）对栅介质表面改性, 在空气环境下成功地制备出高性能聚合物薄膜晶体管. 结果表明, 通过采用OTS对栅介质层表面修饰大幅度地改善了聚合物薄膜晶体管的电性能, 器件的场效应迁移率高达0.02 cm²/（Vs）, 开关电流比大于10⁵. 关键词： 聚合物薄膜晶体管 聚三己基噻吩 场效应迁移率 表面修饰     

非晶镁铟锡氧薄膜晶体管的制备及退火对其性能的影响

为了优化镁铟锡氧薄膜晶体管(MITO-TFT)的性能,采用磁控溅射法制备MITO-TFT并分别研究了退火温度和退火气氛(O_2流量)对器件性能的影响。实验结果表明,O_2流量为400 cm~3/min、退火温度为750℃的MITO薄膜为非晶态,且其对应薄膜晶体管有最佳性能,其饱和迁移率为12.66 cm~2/(V·s),阈值电压为0.8 V,开关比达到10~7。适当的退火处理可以有效减少缺陷与界面态密度,并提高器件性能。     

基于聚噻吩/聚己内酯共混物的有机薄膜晶体管

选择聚3-己基噻吩(P3HT)/聚己内酯(PCL)双晶共混体系制备了不同配比的共混物有机薄膜晶体管。电学性能研究发现,随着共混物中P3HT含量降低,薄膜晶体管的场效应迁移率、开关电流比和阈值电压等性能缓慢降低。当P3HT质量分数为40%时,共混物薄膜仍具有较好的场效应性能,迁移率为0.008 cm²·V^-1·s^-1,开关电流比为5×10³,阈值电压为45.5 V。原子力显微镜测试结果表明:共混物成膜时发生明显的垂直相分离,在界面处形成连续的半导体层,有利于载流子传输。     

溶液法制备有机薄膜晶体管的碳纳米管电极

采用十二烷基磺酸钠(SDS)和聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT/PSS)做分散剂制备了分散性能良好的多壁碳纳米管溶液,借助聚二甲基硅氧烷(PDMS)在硅片表面形成亲水疏水区域,采用溶液法制备了图案化的碳纳米管薄膜电极。应用图案化碳纳米管电极制作聚(3-己基噻吩)有机薄膜晶体管,以SDS和PEDOT/PSS为分散剂获得的器件迁移率分别为0.01 cm2.V-1.s-1和0.007 5 cm2.V-1.s-1,开关电流比均为3×103。     

Vacuum relaxation and annealing-induced enhancement of mobility of regioregular poly（3-hexylthiophene） field-effect transistors

In order to enhance the performance of regioregular poly(3-hexylthiophene) (RR-P3HT) field-effect transistors (FETs), RR-P3HT FETs are prepared by the spin-coating method followed by vacuum placement and annealing. This paper reports that the crystal structure, the molecule interconnection, the surface morphology, and the charge carrier mobility of RR-P3HT films are affected by vacuum relaxation and annealing. The results reveal that the field-effect mobility of RR-P3HT FETs can reach 4.17×10^ - 2~m²/(V.s) by vacuum relaxation at room temperature due to an enhanced local self-organization. Furthermore, it reports that an appropriate annealing temperature can facilitate the crystal structure, the orientation and the interconnection of polymer molecules. These results show that the field-effect mobility of device annealed at 150~℃ for 10 minutes in vacuum at atmosphere and followed by placement for 20 hours in vacuum at room temperature is enhanced dramatically to 9.00×10^ - 2 ~cm²/(V.s).     

射频磁控溅射低温制备非晶铟镓锌氧薄膜晶体管

利用射频磁控溅射技术室温制备了铟镓锌氧(IGZO)薄膜,采用X射线衍射(XRD)表征薄膜的晶体结构,原子力显微镜(AFM)观察其表面形貌,分光光度计测量其透光率。结果表明:室温制备的IGZO薄膜为非晶态且薄膜表面均匀平整,可见光透射率大于80%。将室温制备的IGZO薄膜作为有源层,在低温(<200℃)条件下成功地制备了铟镓锌氧薄膜晶体管(a-IGZO TFT),获得的a-IGZO-TFT器件的场效应迁移率大于6.0 cm2.V-1.s-1,开关比约为107,阈值电压为1.2 V,亚阈值摆幅(S)约为0.9 V/dec,偏压应力测试a-IGZO TFT阈值电压随时间向右漂移。     

基于超薄Al2O3栅绝缘层的低工作电压IGZO薄膜晶体管及其在共源极放大器中的应用

随着薄膜晶体管(Thin-film transistor,TFT)在各类新兴电子产品中得到广泛应用,作为各类电子设备的关键组件,其工作电压和稳定性面临着巨大挑战。为了满足未来高度集成化、功能复杂的应用场合,实现其低工作电压和高稳定性就变得异常重要。我们在150 mm×150 mm大面积玻璃基底上,采用磁控溅射非晶铟镓锌氧化物(amorphous indium-gallium-zinc-oxide,a-IGZO)作为有源层,以原子层沉积(ALD)Al2O3为栅绝缘层,制备了底栅顶接触型a-IGZO TFT,并研究了50,40,30,20 nm超薄Al2O3栅绝缘层对TFT器件的影响。其中,20 nm超薄Al2O3栅绝缘层TFT具有最优综合性能:1 V的低工作电压、接近0 V的阈值电压和仅为65.21 mV/dec的亚阈值摆幅,还具有15.52 cm^2/(V·s)的高载流子迁移率以及5.85×10^7的高开关比。同时,器件还表现出优异的稳定性:栅极±5 V偏压1 h阈值电压波动最小仅为0.09 V以及优良的150 mm×150 mm大面积分布均一性。实现了TFT器件的低工作电压和高稳定性。最后,以该TFT器件为基础设计了共源极放大器,得到14 dB的放大增益。     

ZnO/ZnMgO异质结场效应管的制备与性能研究

利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,在ZnO/ZnMgO异质结构上制备SiO₂作为栅绝缘层,采用光刻与腐蚀工艺制备ZnO/ZnMgO异质结场效应管。电学性能测试及计算结果表明器件栅压调控作用明显。发现栅端漏电流对器件性能造成一定影响。在低温条件下,栅绝缘层产生钝化,从而能够改善器件的性能。     

柔性衬底上ALD法低温制备的ZnO薄膜的光学和电学特性(英文)

以二乙基锌和水分别作为金属前驱体和反应物,利用原子层沉积方法(ALD)在柔性衬底上生长ZnO薄膜,讨论了生长温度对薄膜特性的影响。用AFM、XRD和HALL等对薄膜的表面形貌、晶体结构和电学性质进行表征,并且用PL光谱表征了其光学特性。实验结果表明,随着生长温度(低温下)的升高,薄膜的晶体质量和光学特性得到改善。当生长温度为170℃时,薄膜呈现良好的c轴择优取向,且具有较高的电子浓度(5.62×1019cm-3)和电子迁移率(28.2 cm2·V-1·s-1)。     

Effects of concentration and annealing on the performance of regioregular poly（3-hexylthiophene） field-effect transistors

This paper investigates the effects of concentration on the crystalline structure, the morphology, and the charge carrier mobility of regioregular poly(3-hexylthiophene) (RR-P3HT) field-effect transistors (FETs). The RR-P3HT FETs with RR-P3HT as an active layer with different concentrations of RR-P3HT solution from 0.5~wt% to 2~wt% are prepared. The results indicate that the performance of RR-P3HT FETs improves drastically with the increase of RR-P3HT weight percentages in chloroform solution due to the formation of more microcrystalline lamellae and bigger nanoscale islands. It finds that the field-effect mobility of RR-P3HT FET with 2~wt% can reach 5.78× 10^-3~cm²/Vs which is higher by a factor of 13 than that with 0.5~wt%. Further, an appropriate thermal annealing is adopted to improve the performance of RR-P3HT FETs. The field-effect mobility of RR-P3HT FETs increases drastically to 0.09~cm²/Vs by thermal annealing at 150~℃, and the value of on/off current ratio can reach 10^4.     

在不同衬底温度下用直流反应磁控溅射法制备p型ZnO薄膜

采用直流反应磁控溅射方法,通过改变衬底温度并优化生长参数,在玻璃衬底上生长了In-N共掺p型ZnO薄膜。X射线衍射(XRD)测试表明,所得薄膜结晶性能良好,且具有很好的c轴择优取向。Hall测试的结果所得p型ZnO薄膜最低电阻率为35.6Ω·cm,霍尔迁移率为0.111cm2·V-1·s-1,空穴浓度为1.57×1018cm-3。X光电子能谱(XPS)测试表明,铟元素已有效地掺入了ZnO薄膜中,且铟元素有效地促进了氮元素的掺入。紫外可见(UV)透射谱测试表明,在可见光范围内所有薄膜透光率均可达90%。     

不同绝缘层上生长的并五苯薄膜及其OTFT器件性能的研究

分别以SiO₂和PMMA为绝缘层材料制备了底栅顶接触结构的OTFT器件,得到以PMMA为绝缘层的器件具有更好的性能,其场效应迁移率为0.207 cm2·Vs-1,开关电流比为4.93×103,阈值电压为-4.3 V;而以SiO₂为绝缘层的器件,其场效应迁移率仅为0.039 cm2·Vs-1,开关电流比为5.98×102,阈值电压为-5.4 V。为分析器件性能差异的原因,测得了SiO₂和PMMA薄膜表面的AFM图谱及其上沉积并五苯薄膜后的AFM和XRD图谱。通过AFM图谱发现PMMA表面较SiO₂表面粗糙度小,其表面粗糙度的均方根值为0.216 nm,而二氧化硅薄膜表面粗糙度的均方根值为1.579 nm;且发现在PMMA上生长的并五苯薄膜的成膜质量优于在SiO₂,具有较大的晶粒尺寸和较少的晶粒间界。通过XRD图谱发现在PMMA上生长的并五苯薄膜具有明显的衍射峰,进一步证明了在PMMA上生长的并五苯薄膜具有更好的结晶状况,将更有利于载流子的传输。     

透明导电铟铋氧化物薄膜的制备及其性能

以氧化铟为主体材料,以铋为掺杂材料,采用真空热蒸发方法研制出2.5%铋掺杂的透明导电氧化物薄膜(IBO)。实验表明:IBO薄膜具有良好的表面形貌,载流子浓度为3.955×1019cm-3,载流子迁移率达到50.21cm2·V-1·s-1,电导率为3.143×10-3Ω·cm,在可见光范围内的平均透过率超过82%,功函数为4.76eV。采用其作为阳极制作的OLED得到最大亮度30230cd/m2,最大电流效率为5.1cd/A。结果表明IBO是一种良好的光电器件阳极材料。