彎扭對分子包埋納米粒子薄膜電開關(guān)特性的影響.pdf

1、有機柔性器件以其優(yōu)異的光電性能、較低的生產(chǎn)成本、簡單的加工工藝流程、良好的機械性能等優(yōu)勢成為光電信息技術(shù)領(lǐng)域的新方向并取得廣泛的應(yīng)用，但仍有很多問題亟待解決?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，柔性存儲器件開關(guān)比較小、穩(wěn)定性差、耐彎折和扭轉(zhuǎn)性差，距實際應(yīng)用還有較大差距。并且現(xiàn)階段大部分實驗停留在薄膜靜態(tài)彎折，對柔性薄膜連續(xù)多次彎折或扭轉(zhuǎn)研究較少。
　　為了研究連續(xù)多次彎折和扭轉(zhuǎn)對柔性薄膜電開關(guān)特性的影響，本文通過對有機物和NPs進行不同組合，探究不同彎

2、折和扭轉(zhuǎn)次數(shù)對復(fù)合柔性薄膜電學性質(zhì)的影響。通過掃描探針顯微鏡(AFM)分析彎折扭轉(zhuǎn)后薄膜表面形貌的改變，通過電化學工作站測量分析彎折扭轉(zhuǎn)對柔性薄膜開關(guān)比和閡值電壓的影響。論文主要內(nèi)容如下:
　　首先，研究了三種不同的有機物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯咔唑(PVK)、9，9-二正辛基芴-苯并噻二唑共聚物(PFBT)分別包埋Alq3和ZnO NPs制成柔性薄膜后，原有電學特性隨彎折次數(shù)的變化。結(jié)果表面，彎折對薄膜電開關(guān)特性產(chǎn)生

3、了很大的影響，在1000次彎折后，開關(guān)比至少下降一個數(shù)量級，而PVK包埋Alq3柔性復(fù)合薄膜在600次后就已經(jīng)失效。使薄膜原有電開關(guān)特性改變的原因是，彎折過程破壞了原有的電荷傳輸通道，膜層破裂和堆疊影響了納米粒子對電荷正常捕獲與釋放，進而導(dǎo)致薄膜電阻變大，開電流降低，開關(guān)比下降。
　　其次，研究了噴涂法和旋涂法制備的柔性薄膜受彎折影響的區(qū)別。結(jié)果表面，噴涂薄膜因其均勻的厚度、致密的表面、無污染的制備環(huán)境耐彎折性遠遠好于旋涂法制備的

4、柔性薄膜。對比噴涂法和旋涂法制備的PMMA、PVK、PFBT分別包埋Alq3和ZnO NPs柔性薄膜在彎折后的開關(guān)比可以發(fā)現(xiàn)，噴涂薄膜在彎折后開關(guān)比比旋涂薄膜高一個數(shù)量級，而且噴涂薄膜可以經(jīng)受2000次的彎折依舊保持相對穩(wěn)定的開關(guān)比，而旋涂薄膜在1000次彎折后會出現(xiàn)明顯的開關(guān)比不穩(wěn)定現(xiàn)象，開關(guān)比也會從103數(shù)量級下降到10數(shù)量級。
　　最后，研究了扭轉(zhuǎn)對PFBT包埋ZnO NPs柔性薄膜電開關(guān)特性的影響。通過和彎折后柔性薄膜電學

5、特性進行對比，我們發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)對電學特性的影響更大。旋涂法制備的PFBT包埋ZnO NPs柔性薄膜在彎折2000次后開關(guān)比為從4448下降到1623，而扭轉(zhuǎn)10次后就下降到508。這是由于彎折過程實際是一個薄膜受拉應(yīng)力的過程，這一過程會導(dǎo)致薄膜表面出現(xiàn)裂痕，改變了原有的導(dǎo)電通道，進而影響電荷的傳輸。同時薄膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變也影響了納米粒子對電荷的捕獲功能，使關(guān)電流提高，進而降低開關(guān)比。而扭轉(zhuǎn)過程是一個是薄膜受到拉應(yīng)力、壓應(yīng)力還有扭矩同時作用的