有机半导体材料与器件应用

有机半导体材料的研究与器件应用是近年来微电子学和光电子学发展的新领域。有机半导体器件低的成本和相对简单的制备工艺受到了发达国家的高度重视。本文简单分析了有机半导体材料的特点，介绍了有机太阳电池、肖特基二极管、异质结光电探测器和场效应晶体管的发展状况，并指出了今后器件的改进方向。     

吐昔烯衍生物分子的电荷传输性质

根据爱因斯坦方程和Marcus电荷传输模型, 使用密度泛函理论B3lyp/6-31g^**理论水平计算6 个吐昔烯衍生物分子的结构和电荷传输性质. 结果显示: 6个吐昔烯的衍生物分子的空穴迁移速率为0.018–0.062 cm²·V^-1·s^-1, 电子迁移率为0.055–0.070 cm²·V^-1·s^-1, 其中3, 8, 13-辛烷氧基吐昔烯衍生物分子适合作为双极性传输材料. 三条烷氧基链的吐昔烯衍生物分子上引入三个甲氧基或羟基, 均使空穴和电子传输率降低. 引入给电子基团或共轭性基团可减小吐昔烯衍生物分子的能隙, 达到有机半导体的能隙要求. 关键词： 吐昔烯衍生物 空穴传输 电子传输 有机半导体     

有机薄膜发光显示器（OLED）

OLED全称为Organic Light—Emitting Diode,即有机发光二极管显示器,是指有机半导体材料和发光材料在电流驱动下而达到发光并实现显示的技术。     

有机光敏场效应晶体管研究进展

有机半导体材料具有轻质、廉价以及可与柔性衬底相兼容等诸多优点而广泛应用于光电子领域.基于光诱导效应的光敏场效应晶体管的跨导可以用来放大光电流,是实现全有机图像传感器的很有前景的器件,其应用广泛.简单介绍了有机光敏场效应晶体管的结构、工作原理及所用材料方面的国内外最新研究进展.     

LED泵浦的有机聚合物激光器

有机电致发光显示器件(OLEDs)的飞速发展为有机激光器的研发打下了良好基础.有机半导体的发光光谱已经涵盖了整个可见光区域.有机激光器具有制作简单、成本低廉、集成方便等优点,是一种应用前景广阔的可见光激光器.但是,迄今为止有机激光器还处于实验室研究阶段,这主要是因为电泵浦的有机激光器在制造方面存在难以克服的困难;而光泵浦的有机激光器又需要其它类型的激光器对其泵浦,结构复杂、成本昂贵.最近,英国St.Andrews大学有机半导体研究中心的研究人员研制出了一种LED泵浦的可调谐可见光有机激光器,为有机激光器的实际应用开辟了一条新途径.     

疏水基底表面可控生长有机单晶阵列用于高性能晶体管

有机场效应晶体管(OFETs)、有机发光二极管等光电器件有望实现低成本柔性光电子应用,但低成本潜力取决于基于溶液法大面积沉积有机半导体单晶(OSSC)阵列的能力.然而,差的表面润湿行为和复杂的流体动力学过程限制了溶液沉积大面积OSSC阵列.本文中,我们通过添加微量的表面活性剂改善了润湿性能和流体干燥动力学,并增强了有机...     

基于颜色转换层的有机白光器件性能研究

以DCJTB为颜色转换层,结合双蓝色发光层有机电致发光器件制备了结构为PMMA∶DCJTB(x%)/ITO/NPB(30nm)/mCP(5nm)/mCP∶Firpic(8%,30nm)/TPBi∶Firpic(8%,10nm)/TmPyPB(30nm)/Cs2CO3(1nm)/Al(x=0.7,1.0,1.5)的白色有机发光器件.结果表明,器件的效率和显示性可通过DCJTB浓度加以调控,当DCJTB浓度为1.0%时,器件拥有最佳性能,其最大电流效率、色坐标和显色指数分别为13.4cd·A-1、(0.33,0.31)和69.为进一步提高器件效率和显色性,在发光层TPBi∶Firpic与电子传输层TmPyPB之间插入TPBi/TPBi∶Ir(ppy)3结构,研究表明:该插入结构能丰富器件发光颜色,增大颜色转换层的有效吸收光量;同时可限制激子复合区域,提升激子利用率,实现了器件效率和显色性能的同时提升.获得的白光器件最大电流效率和显色指数分别为17.8cd·A-1和81,分别提升了33%和17%,色坐标仅漂移(0.02,0.02).     

基于有机半导体激光材料的高灵敏度溶液检测传感器件

采用光抽运有机激光增益材料产生的放大自发辐射(amplified spontaneous emission ASE), 实现了不同浓度液体的实时检测. 以两种聚合物poly(9, 9-dioctylfluorene-co-benzothiadiazole)和poly(3-hexylthiophene)共混的激光增益介质薄膜作为平面光波导, 观察在滴加少量溶液前后以及不同溶液浓度下, 由于光波导的相对折射率变化导致的放大自发辐射阈值及峰位的变化, 实现对溶液检测. 实验结果显示, 在常温常压下对25 wt.% NaCl溶液检测可得与纯水相比, 放大自发辐射光谱红移了4.5 nm, ASE阈值从0.579 μJ/pulse上升到1.447 μJ/pulse, 约2.5倍, 溶液检测灵敏度达到97.8 nm/RIU(refractive index unit), 精度达到141.9 nm/RIU, 充分说明上述方法能实现高灵敏度溶液检测.     

基于MEH-PPV:PCBM体异质结的有机人工光电突触

在识别与处理视觉信息、完成复杂的学习和记忆方面,集光学传感和突触功能于一体的人工光电突触表现出巨大的优势.目前已报道的光突触器件功能实现形式相对单一且不稳定,因此需要探索更多基于新材料和新结构的突触器件,以处理复杂多变的视觉信息.本研究采用了有机半导体材料聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯乙炔](MEH-PPV)和[6,6]-苯基C61丁酸甲酯(PCBM)构建垂直型光调控忆阻器,展现了其在处理视觉信息和模拟神经形态行为方面的优异性能.该器件通过体异质结实现了稳定、缓变的阻值变化,成功模拟了电压调控的长时程增强/抑制,呈现多种光电协同调控的突触可塑性.此外,该器件还成功模拟了人类视觉神经系统中的图案识别与记忆功能,证明了其在开发下一代人工视觉系统方面的应用潜力.     

有机半导体的物理掺杂理论

基于最低未被占据分子轨道（LUMO）和最高被占据分子轨道（HOMO）的高斯态密度分布与载流子在允许量子态中的费米-狄拉克（Fermi-Dirac）分布,提出有机半导体中物理掺杂的理论模型;研究了掺杂浓度、温度和禁带宽度对载流子浓度的影响,并与一些报道的实验结果做了比较.研究发现无论是否掺杂,温度升高时,有机半导体中的载流子浓度都会增大,并且随温度倒数的线性减小而指数增大;对于本征有机半导体,载流子浓度随禁带宽度的增大而指数下降,随高斯分布宽度的平方指数增加;对杂质和主体不同能级关系的掺杂情形下掺杂浓度对载 关键词： 有机半导体 掺杂 高斯态密度 载流子浓度