PBDFTDTBT有機場效應(yīng)晶體管制備及光敏性研究.pdf

1、苯并二呋喃(BDF)體系材料由于其和苯并二噻吩(BDT)體系材料的結(jié)構(gòu)類似，近年來受到學(xué)者的廣泛關(guān)注，大多數(shù)關(guān)注在有機光伏領(lǐng)域，其光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)可達7％;然而對其場效應(yīng)晶體管(OFET)特性關(guān)注甚少。本文從制備高性能有機材料出發(fā)，采用Stille偶合聚合反應(yīng)合成了新型BDF體系D-A結(jié)構(gòu)共軛聚合物材料聚4，8-二(2-異辛氧基-噻吩基)苯并[1，2-b:3，4-b']二呋喃-5，5-4，7-二(2-基)-5，6-二辛氧基-2，1

2、，3-苯并噻二唑(PBDFTDTBT)，該材料的PCE達6％，鑒于其在光伏領(lǐng)域中良好的性能，以其為活性層用溶液旋涂法制備了底柵頂接觸結(jié)構(gòu)OFET，并研究了其光敏性，分析了光照對器件性能的影響，結(jié)果表明該材料在OFETs和有機光敏晶體管(OPTs)領(lǐng)域中具有優(yōu)異的性能，顯示出BDF體系材料除了光伏領(lǐng)域外在晶體管領(lǐng)域中也有巨大的潛力。具體研究內(nèi)容如下:
　　首先對材料的光學(xué)性能和薄膜進行了表征。PBDFTDTBT在300-800nm有

3、一個寬的吸收范圍，與其良好的光伏性能符合。對襯底進行十八烷基三氯硅烷(OTS)處理，發(fā)現(xiàn)處理后旋涂薄膜的表面形貌得到改善，并分析了OTS對薄膜生長形貌的影響;在此基礎(chǔ)上制備OFET，OTS處理的器件性能明顯提升，其遷移率比未處理器件提升一個數(shù)量級達0.05cm2/Vs，這和OTS處理后表面形貌得到優(yōu)化相符合，說明了界面處理對有機場效應(yīng)晶體管器件性能的重要性，并且得到的遷移率在所有BDF材料報道中是最高的。
　　在上述基礎(chǔ)上，通過對

4、器件進行光照來觀察不同條件下OFET特性曲線變化。施加不同光強照射器件，發(fā)現(xiàn)隨著光強增強，器件閾值電壓從-15.6V漂移到27.8V，這是光照條件下在溝道中產(chǎn)生了光伏效應(yīng)，光強越強光伏效應(yīng)越明顯;器件的光電流增益也隨光強增強而增強，最大光增益在100mW/cm2光照下為1.2×105，光響應(yīng)度則相反，在1mW/cm2光照下最大為360mA/W。同時，光照下輸出特性都有明顯的線性和飽和區(qū)域，與傳統(tǒng)輸出特性類似，由于光伏效應(yīng)在漏極處積累的空