有機(jī)半導(dǎo)體在溶液中取向生長(zhǎng)機(jī)制及其薄膜的形貌表征.pdf

1、溶液法制備有機(jī)半導(dǎo)體薄膜具有低成本、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，成為目前有機(jī)薄膜晶體管（Organic thin film transistors，OTFTs）研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。其中，浸漬提拉技術(shù)和噴墨打印技術(shù)由于大面積取向和數(shù)字直寫(xiě)圖案化制膜的優(yōu)勢(shì)成為OTFT制備工藝開(kāi)發(fā)的重要基點(diǎn)。本文基于浸漬提拉與噴墨打印技術(shù)制備有源層薄膜，研究有機(jī)半導(dǎo)體分子在溶液中實(shí)現(xiàn)取向生長(zhǎng)的機(jī)制及其薄膜的表征，并進(jìn)一步對(duì)OTFT器件性能進(jìn)行研究，主要內(nèi)容如下:
　　

2、(1)采用浸漬提拉技術(shù)制備大面積取向的6，13-雙（三異丙基甲硅烷基乙炔基）并五苯(6，13bis(tri-isopropylsilylethynyl)pentacene，TIPS-并五苯）薄膜，其取向成膜機(jī)制是由溶液內(nèi)部微觀梯度作用產(chǎn)生特定方向的毛細(xì)流控制，這種作用機(jī)制與混合墨水兼容，且薄膜的覆蓋率與溶液粘度成正比。此外，采用傾斜2θ掃描模式來(lái)表征TIPS-并五苯晶體的面內(nèi)織構(gòu)，較高粘度的氯仿溶液中浸漬提拉制備的TIPS-并五苯薄膜的

3、晶格具有較大的α角和較小的γ角，及其較小的晶格常數(shù)b，該器件表現(xiàn)出高達(dá)1.5cm2V-1s-1的遷移率。
　　(2)通過(guò)在襯底構(gòu)建非對(duì)稱的立體結(jié)構(gòu)，利用非對(duì)稱立體結(jié)構(gòu)在空間區(qū)域上的表面曲率的變化，在噴墨打印TIPS-并五苯的前驅(qū)體溶液表面形成不對(duì)稱的表面張力作用及表面能梯度，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)有機(jī)半導(dǎo)體發(fā)生取向生長(zhǎng)及其自對(duì)準(zhǔn)效果?；谶@種非對(duì)稱立體結(jié)構(gòu)制備的OTFT器件的平均遷移率提升40％，同時(shí)遷移率的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差由68％減小到39％，表明

4、有機(jī)半導(dǎo)體在微尺度區(qū)域取向生長(zhǎng)的陣列器件的性能及其均勻性都獲得明顯提升。
　　(3)基于2，7-二辛基-二苯并噻吩（2，7-dioctyl[1]benzothieno[3，2-b][1]Benzothiophene，C8-BTBT）材料，采用噴墨打印工藝制備OTFT的有源層。首先，通過(guò)優(yōu)化打印點(diǎn)間距、打印襯底溫度達(dá)到高性能器件的制備（最大遷移率達(dá)到1cm2V-1s-1左右，開(kāi)關(guān)比超過(guò)106），進(jìn)一步分析了該條件下不同修飾襯底噴墨打