基于PTCDA的綠光光敏有機場效應晶體管研制.pdf

1、有機半導體材料以及光敏器件是近年來微電子學領域的研究熱點。有機場效應晶體管（OFET）由于其具備可彎曲、可大面積制備、制備工藝簡單等特點，有著極好的應用前景與潛力，光敏有機場效應晶體管（photOFET）作為OFET的重要分支之一，在新型光電探測器方面具有極大潛力而受到廣泛關注和研究。在眾多光敏OFET研究中，針對綠光敏感的OFET研究相對較少，本論文即圍繞綠光光敏photOFET器件的研制展開工作。
　　苝四甲酸二酐PTCDA（

2、3,4,9,10-perylenetertra-caboxylic dianhydride）是一種典型的寬帶隙光敏單體型有機半導體材料，吸收峰在500～550nm之間，對綠光具有較好的光敏感性，有良好的光電特性。論文工作以PTCDA作為統一的綠光敏感材料，分別完成了四種結構的綠光光敏有機場效應晶體管的研制，包括單層結構和異質結結構，考慮到光敏吸收的效果，統一采用了平面異質結結構。四種器件結果簡述如下：
　　第一種器件：N型單層PT

3、CDA photOFET。輸出特性呈現典型的N型輸出飽和特性曲線，但受限于PTCDA較低的載流子遷移率，因此，輸出電流非常微弱且閾值電壓極高，無法實際應用。
　　第二種器件：N型平面異質結C60/PTCDA photOFET。輸出特性呈現典型的N型輸出飽和特性曲線，以C60/PTCDA平面異質結為半導體層，其中C60為電子傳輸層，柵壓50V時，飽和漏電流近3000nA，閾值電壓為-4.41V，飽和遷移率為0.78cm2/(VS)，

4、最大光暗電流比為815.98，器件的光響應度達到36.23mA/W。
　　第三種器件：P型平面異質結TiOPc/PTCDA photOFET。制備并表征了基于Si/Si02襯底的TiOPc和TiOPc/PTCDA薄膜。光照條件下飽和遷移率提高到3.64×10-3cm2/(V·s)，閾值電壓有所降低，減小為-4.10V，器件的最大光暗電流比為31.00，器件的最大光響應度為2.27A/W。
　　第四種器件：P型平面異質結Pen

5、tacene/PTCDA photOFET。制備并表征了基于Si/Si02襯底的Pentacene和Pentacene/PTCDA薄膜。相比TiOPc/PTCDA photOFET，輸出電流增長了62.60％，器件的最大光響應度可達到19.62A/W，最大光靈敏度為56.15，光敏性能和電流電壓特性均遠遠優(yōu)于TiOPc/PTCDA器件。
　　整體而言，N型特性的C60/PTCDA結構的光敏OFET在輸出電流方面優(yōu)于TiOPc/PT