發(fā)布時間：2018-10-05 20:28

【摘要】：有機(jī)單晶具有優(yōu)異的長程有序性且具有很低的載流子陷阱密度,有利于載流子的傳輸。目前,單晶是研究載流子本征傳輸特性的理想模型。對于同一種材料而言,相比于它的薄膜,通常單晶場效應(yīng)晶體管能夠獲得更高的器件性能,因此,單晶是制備高性能器件的最佳選擇之一。酞菁類材料因其具有良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性以及很好的光電性能,受到研究者的廣泛關(guān)注。酞菁鋅是其中一種典型的p型有機(jī)小分子半導(dǎo)體材料,具有很好的光敏性,被應(yīng)用在場效應(yīng)晶體管、雙極性晶體管、太陽能電池等方面。本論文以ZnPc為材料,利用物理氣相輸運(yùn)法生長ZnPc單晶,并制備ZnPc單晶場效應(yīng)晶體管,研究其電學(xué)及光電性能。內(nèi)容如下:1.利用物理氣相輸運(yùn)的方法首次制備了高結(jié)晶性的ZnPc單晶納米帶,并對其進(jìn)行表征。通過對其生長形貌的表征可知,其長度從20μm到150μm,寬度約為幾百納米到幾微米。2.基于高質(zhì)量的ZnPc單晶,利用機(jī)械探針轉(zhuǎn)移法制備ZnPc單晶場效應(yīng)晶體管,并對其進(jìn)行電學(xué)性能測試。研究了在不同絕緣層上的器件性能,通過優(yōu)化在OTS修飾的SiO2絕緣層上獲得的器件性能高達(dá)0.75 cm2V-1s-1,是目前報道的最高值。3.基于高性能的ZnPc單晶場效應(yīng)晶體管,研究其光電性能。在單一波長(651nm)光照下,ZnPc單晶光晶體管展現(xiàn)了很好的光敏特性,其光暗電流比(Ilight/Idark)高達(dá)7.34×103,光響應(yīng)率高達(dá)1.57×104 AW-1。研究結(jié)果表明光波長、光強(qiáng)、VSD以及VG都能夠作為一個獨(dú)立的變量實現(xiàn)對ZnPc單晶場效應(yīng)晶體管光電性能的調(diào)控。
[Abstract]:Organic single crystals have excellent long range order and low carrier trap density, which is favorable for carrier transport. At present, single crystal is an ideal model for studying the intrinsic transport characteristics of carriers. For the same material, compared with its thin films, single crystal field effect transistors can obtain higher device performance. Therefore, single crystal is one of the best choices to fabricate high performance devices. Phthalocyanine materials have attracted much attention because of their good chemical and thermal stability and good photoelectric properties. Zinc phthalocyanine is one of the typical p-type organic small molecular semiconductors with good Guang Min properties. It is used in field effect transistors, bipolar transistors, solar cells and so on. In this paper, ZnPc single crystals were grown by physical vapor transport method using ZnPc as materials, and ZnPc single crystal field effect transistors were fabricated. The electrical and photoelectric properties of ZnPc single crystal transistors were studied. It reads as follows: 1. ZnPc nanobelts with high crystallinity were prepared and characterized by physical vapor transport for the first time. It was found that the length was from 20 渭 m to 150 渭 m and the width was from several hundred nanometers to several microns. Based on high quality ZnPc single crystals, ZnPc single crystal field effect transistors were fabricated by mechanical probe transfer method and their electrical properties were tested. The device performance on different insulating layers is studied. The device performance on OTS modified SiO2 insulator is as high as 0.75 cm2V-1s-1, which is the highest reported value at present. Based on the high performance ZnPc single crystal field effect transistor, the photoelectric performance of the transistor is studied. Under single wavelength (651nm) illumination, ZnPc single crystal phototransistors exhibit good Guang Min characteristics. Their Ilight/Idark is up to 7.34 脳 10 ~ 3 and the optical responsivity is 1.57 脳 10 ~ 4 AW-1.. The results show that the optical wavelength, intensity VSD and VG can be used as an independent variable to control the optoelectronic performance of ZnPc single crystal field-effect transistors.
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN386

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本文編號：2254770