聚合物場效應晶體管的制備以及性能研究.pdf

1、與傳統(tǒng)無機場效應晶體管相比，有機場效應晶體管(OFETs)，尤其是聚合物場效應晶體管，具有成本低，制備工藝簡單，可制成大面積柔性器件等優(yōu)點而備受人們關注。但是目前聚合物場效應晶體管的遷移率及穩(wěn)定性與無機場效應晶體管相比仍較低，還不能完全滿足實際應用的需求。為了提高聚合物場效應晶體管的性能，本論文主要從材料的選擇與器件的優(yōu)化兩個方面開展研究，具體如下:
　　1、以萘并二雜環(huán)為給體單元的四個聚合物P(NDT3-BT)，P(NDT3-B

2、O)，P(NDF3-BT)和P(NDF3-BO)為有機半導體層制備了OFETs器件，對器件的電學性能進行研究，分析了聚合物主鏈中硫和氧原子對OFETs性能產(chǎn)生的影響。同時對聚合物薄膜的形貌結構進行了表征。發(fā)現(xiàn)在聚合物半導體薄膜中，基于萘并二噻吩的給-受體共聚物比基于萘并二呋喃的給-受體共聚物有更緊密的分子排列，使相應的器件表現(xiàn)出更好的場效應性能。
　　2、在共軛聚合物PNDF3DPP-C24和PNDF3ⅡD-C24分子中，以萘并二

3、呋喃為給體單元，受體單元分別為二吡咯(DPP)和異靛藍(ⅡD)。利用這兩個聚合物構筑了底柵底接觸結構的場效應晶體管器件，溝道長度為50μm、溝道寬度為1400μm且退火溫度為120℃時，得到最佳的器件性能。其中PNDF3DPP-C24的遷移率為5.31 cm2 V-1s-1，而PNDF3ⅡD-C24的遷移率為3.35 cm2 V-1 s-1。利用AFM和GIXRD對聚合物的薄膜性能和結晶性進行表征，并依據(jù)其結果解釋了該類材料具有優(yōu)秀場效

4、應晶體管器件性能的原因。
　　3、以烷基苯取代的萘并二噻吩和DPP構建的2-D共軛聚合物(PNDTP-DPP)為研究對象，采用溶液法制備聚合物薄膜并構筑了OFETs器件，研究了共軛側鏈對聚合物材料及其器件載流子傳輸性能的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，聚合物薄膜中分子間具有強的相互作用，因此其π-π堆積距離只有3.7(A)。該強的分子間相互作用使PNDTP-DPP表現(xiàn)出良好的場效應性能，其空穴遷移率達到0.86 cm2 V-1 s-1，表明共軛側