高迁移率有机半导体材料及有机薄膜晶体管

有机薄膜晶体管中以并五苯和齐聚唾酚为代表的几种有机半导体材料材料多晶薄膜的迁移率已经达到1cm2V-1s-l以上，已经非常接近这些材料单晶的迁移率，也是目前有机薄膜晶体管所使用的材料中迁移率最高的。但是这几种材料都具有合成困难，价格昂贵、稳定性较差的缺点。金属酞警是一种具有较好热和化学的稳定性、价格便宜、可以在商业上直接购得大量高纯度产品的有机半导体材料。它的单晶迁移率很高，但是现在它多晶薄膜的迁移率比单晶的迁移率低两个量级。因此尽快提高这种金属酞普多晶薄膜的迁移率是目前有机薄膜晶体管研究的一个迫切要求。在对并五苯材料的研究中，认为采用提高有机半导体薄膜的有序性、有机薄膜晶体管中的载流子注入的方法可以提高其多晶薄膜中的迁移率，深入的机理有待更进一步的研究。因此本论文的工作主要集中在以下三个方面：(1)以酞普铜为研究对象，利用经典的薄膜生长理论解释了生长条件对薄膜形态结构的影响。然后在薄膜生一氏理论的指导下，制备出大尺寸，高有序，连续的酞普铜薄膜。在这个基础上获得了基于酞普铜薄膜的有机薄膜晶体管目前最高的迁移率。并且成功的将这种方法扩展到了平面型单酞警、全氟代酞普铜、并五苯等多个有机半导体材料上。〔2〕发明了一种新有机薄膜晶体管构型，夹心型有机薄膜晶体管。通过提高器件中的载流子注入，将基于金属酞普薄膜的有机薄膜晶体管的迁移率提高了一个量级，接近了金属酞瞥单晶中的迁移率，达到了目前平板显示中的大量使用的非晶硅薄膜晶体管的水平。并．目．成功的将这一构型扩展到了更广阔的有机半导体材料上。〔3〕利用两种单金属酞背共晶复合得到了比单一组分具有更高迁移率的酞普共晶复合材料的同时，发明了一种利用两种有机半导体材料复合来获得高迁移率有机半导体材料的物理方法。利用多种表征手段对单金属酞蓄共晶材料进行了表征，寻找到了单金属酞普共晶复合材料高迁移率的原因。