有机薄膜晶体管绝缘层材料的合成及性能研究

论文摘要

有机薄膜晶体管是采用有机半导体作为有源层的一种具有逻辑开关特性的场效应器件。它的基本结构和功能与传统的无机薄膜晶体管（TFT）基本相同,与无机薄膜晶体管相比,有机薄膜晶体管具有以下优点：（1）有机材料来源广泛,质轻；（2）制作工艺简单（加工温度低,可溶液加工等）,成本低；（3）低弹性模量等。这些优点使得有机薄膜晶体管能够满足电子工业低成本、大面积柔性的发展需求。绝缘层是有机薄膜晶体管的重要组成部分,有机薄膜晶体管的电荷主要是在临近绝缘层一侧的有机半导体层（2-6个分子层）中传输,因此绝缘层材料性能的好坏影响着整个晶体管的性能。所以,研究与制备性能优异的绝缘层材料是有机薄膜晶体管今后研究的重点之一。从这一想法出发,我们首先设计并合成了侧链带有硅氧烷结构的光敏聚氨酯,并对其进行表征。这种以溶液方式合成的聚氨酯材料经紫外曝光,即可图案化。溶液合成方式以及接触式曝光图案化,使得有机薄膜晶体管的制作工艺得以简化,成本得以降低。然后在这种光敏聚氨酯溶液中,我们用sol-gel法原位引入Ti02和Zr（）2无机纳米粒子制成有机-无机杂化材料。并且可以通过调节加入的钛和锆的质量分数比例来达到调节杂化材料介电常数及电容的目的,实现了材料介电常数及电容的可调节性,从而为提高晶体管的综合性能打下基础。

论文目录

• 摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 有机薄膜晶体管的发展
• 1.2 有机薄膜晶体管的应用
• 1.2.1 有机薄膜晶体管在传感器中的应用
• 1.2.2 有机薄膜晶体管在液晶显示方面的应用
• 1.2.3 有机薄膜晶体管在平板显示领域的应用
• 1.2.4 有机薄膜晶体管在其他方面的应用
• 1.3 有机薄膜晶体管的组成
• 1.4 有机薄膜晶体管材料
• 1.4.1 有机半导体材料
• 1.4.2 有机薄膜晶体管绝缘层材料
• 1.4.3 电极材料
• 1.5 有机薄膜晶体管的工作原理
• 1.5.1 场效应晶体管的工作原理
• 1.5.2 OTFTs的工作原理
• 1.6 有机薄膜晶体管的性能表征
• 1.6.1 载流子迁移率
• 1.6.2 阀值电压
• 1.6.3 开关电流比
• 1.7 本课题的研究思路与主要内容
• 第二章 光敏聚氨酯的合成与表征
• 2.1 实验内容
• 2.1.1 所用试剂药品
• 2.1.2 测试仪器
• 2.1.3 实验步骤
• 2.2 表征与讨论
• 2.2.1 BHMBC结构表征
• 2.2.2 PSPU结构表征
• 2.3 本章小结
• 第三章 有机-无机杂化OTFTs绝缘层材料的合成及应用
• 3.1 实验内容
• 3.1.1 所用试剂药品
• 3.1.2 测试仪器
• 3.1.3 杂化材料的制备
• 3.1.4 电容器件的制备
• 3.2 测试结果与讨论
• 3.2.1 纳米二氧化钛杂化材料的性能及晶体管静态特征
• 3.2.2 纳米二氧化锆杂化材料的性能
• 3.3 本章小结
• 参考文献
• 作者简历
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 致谢
• 摘要
• Abstract