嘧啶醇材料的電流-場(chǎng)效應(yīng)現(xiàn)象的探索.pdf

1、近年來(lái)有機(jī)發(fā)光顯示技術(shù)及其應(yīng)用的迅速發(fā)展使人們對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體材料和器件有了新的認(rèn)識(shí)。有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管是利用改變電場(chǎng)來(lái)控制固體材料導(dǎo)電能力的有源器件，與柔性襯底結(jié)合可以制作柔性器件，可以廣泛地應(yīng)用在電子書(shū)和柔性平板顯示器的有源矩陣驅(qū)動(dòng)電路中。但是目前的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管存在諸如工作電壓高、場(chǎng)效應(yīng)遷移率和開(kāi)關(guān)電流比率較低等問(wèn)題，還無(wú)法在晶體管市場(chǎng)上取得一席之地，所以有必要從開(kāi)發(fā)新材料、縮短器件的電子溝道和實(shí)現(xiàn)單晶內(nèi)載流子輸運(yùn)等方面來(lái)研究并提高器

2、件的各項(xiàng)性能。 本文研究了有機(jī)極性材料——2-(4-苯酚)-5-嘧啶醇(簡(jiǎn)稱(chēng)嘧啶醇)的電流/場(chǎng)效應(yīng)特性。內(nèi)容分為三部分(1)液態(tài)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(2)薄膜態(tài)有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和(3)多晶態(tài)有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。各部分內(nèi)容都研究了器件的制作和性能，并且給出了相應(yīng)的定性模型。 在制作和研究液態(tài)有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的過(guò)程中，我們把有機(jī)極性材料嘧啶醇溶于N,N-Dimethylformamide(簡(jiǎn)稱(chēng)DFM)溶液中，在柵極電場(chǎng)的作用下通過(guò)溶液

3、的電流出現(xiàn)了振蕩現(xiàn)象。我們?cè)敿?xì)地研究了柵極電壓、源極和漏極電壓、源極和漏極間隔以及并聯(lián)電阻等參數(shù)對(duì)器件電流的影響。我們根據(jù)器件所表現(xiàn)出來(lái)的這些性能提出了用于定量解釋器件工作機(jī)制的液態(tài)極性分子模型。 在制作和研究薄膜態(tài)有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的過(guò)程中，我們使用薄膜態(tài)有機(jī)極性材料嘧啶醇作為器件的電子溝道，使用掩膜蒸鍍法制作了長(zhǎng)度是20μm、寬度是10mm的電子溝道。在測(cè)量器件的性能時(shí)我們發(fā)現(xiàn)了不同的三種晶態(tài)形貌結(jié)構(gòu)具有不同的IDS-VDS性

4、能曲線，同時(shí)出現(xiàn)了三種異常的電流效應(yīng)，包括正常的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管IDS-VDS性能曲線，由柵極電壓VG控制的電池效應(yīng)和多次測(cè)量后器件的場(chǎng)效應(yīng)性能消失。 在制作和研究多晶態(tài)有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的過(guò)程中，我們使用多晶態(tài)有機(jī)極性薄膜嘧啶醇作為器件的電子溝道。為了避免周?chē)髿猸h(huán)境對(duì)器件性能的影響，我們?cè)谡婵障到y(tǒng)中實(shí)現(xiàn)有機(jī)極性薄膜的結(jié)晶過(guò)程、金屬電極的制作過(guò)程和器件的測(cè)量過(guò)程。在制作源極和漏極時(shí)，我們采用電遷移熔斷法制作了長(zhǎng)度小于100nm、

5、寬度是0.1mm的電子溝道。 在沉積有機(jī)極性薄膜時(shí)，我們采用在加溫襯底上沉積并且用有機(jī)溶劑對(duì)有機(jī)薄膜層進(jìn)行原位處理的技術(shù)形成了多晶態(tài)有機(jī)極性薄膜：針狀、樹(shù)枝狀和塊狀。在對(duì)器件進(jìn)行測(cè)量后我們發(fā)現(xiàn)具有不同的晶態(tài)形貌結(jié)構(gòu)的器件也會(huì)出現(xiàn)不同的IDS-VDS性能曲線，而且也出現(xiàn)了三種異常的電流效應(yīng)，包括正常的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管IDS-VDS性能曲線，由柵極電壓VG控制的電池效應(yīng)和多次測(cè)量后器件的場(chǎng)效應(yīng)性能消失。也就是說(shuō)，兩種晶態(tài)有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶