《分子層澱積量子阱有機薄膜電晶體的基礎研究》是依託復旦大學，由張衛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：分子層澱積量子阱有機薄膜電晶體的基礎研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張衛
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
有機薄膜電晶體在柔性顯示器、電子紙和射頻標籤等方面具有很好的套用前景，然而有機薄膜電晶體的性能常常受限於低質量的柵極絕緣層與有機有源層之間的界面。本項目擬用新型的分子層澱積工藝和基於量子阱的新器件結構，研究目前困擾有機薄膜電晶體性能的基礎問題。通過量子化學分子設計和選擇的方法，研究適用於分子層澱積工藝和量子阱能帶結構要求的前驅體；通過最佳化分子層澱積工藝，研究在低溫和低真空下製備高質量量子阱結構的工藝和相關理論；分析分子層澱積高質量量子阱結構的反應動力學過程；研究有機量子阱的界面結構、體結構和電子結構；以量子阱結構為基礎，製備量子阱薄膜電晶體，研究電晶體的電學特性；以提高器件電學特性為目標的量子阱製備工藝和電子結構的最佳化。通過以上研究，獲得分子層澱積量子阱的分子設計機理、量子阱的界面和電子結構的模型，及其對薄膜電晶體器件電學性能的作用機制，為有機薄膜電晶體在柔性電子學中的套用提供理論指導。
結題摘要
柔性分子層材料是近年來非常熱門的一個研究方向，具有激動人心的套用前景。例如可穿戴設備，電子皮膚，皮膚感測器，可摺疊電路等。值得注意的是，由於塑膠柔性襯底無法耐受高溫，所以如果材料製備工藝需要高溫過程，這將會大大制約其在柔性電子上套用。柔性分子層材料是一種不需要高溫工藝過程，並具有良好阻變性能的材料作為阻變功能層，那么就可以製備成功一種柔性的阻變存儲器。另一方面，由於石墨烯納米帶的邊緣碳原子能夠顯著影響其輸運特性。如果其與氧原子結合，形成氧化石墨烯納米帶，那么氧化石墨烯納米帶的輸運特性是否有新穎的物理現象與套用也非常值得研究。 項目的完成內容包括下面三個部分： 1、具有分子層結構的石墨烯納米帶自旋開關，發表於Scientific Report (vol. 3, pp. 2921)。 我們通過對石墨烯納米帶邊緣氧化的控制，發明了一種基於石墨烯納米帶的自旋開關。通過研究發現，這種自旋開關能夠實現80%以上的自旋過濾率，同時具有高達1000以上的磁阻。同時，又由於石墨烯本身的高速特性，使得該器件在未來高速高開關比的自旋電子學中有重要套用。該器件在自旋電子學方面有重要套用，論文被Scientific Report的編委會直接錄用。 2、具有分子層結構的氧化石墨烯柔性阻變存儲器及其阻變機理研究(APL vol. 100, pp.063509)。 氧化石墨烯柔性存儲器在未來柔性電路中具有重要的套用，獲得了國內外科研人員的廣泛關注。對氧化石墨烯的阻變特性和阻變機理的研究是目前的熱點，在這方面的突破將極大的推動氧化石墨烯阻變存儲器的套用。在該工作中，我們利用脈衝測試系統在國際上首次觀測到了氧化石墨烯擦寫速度的不對稱性，證明了石墨烯中碳的sp2和sp3結構之間的轉換是其阻變的機理，驗證了美國賓夕法尼亞大學Prof. Sofo於2011在Physical Review Letters上發表論文的理論預測，發表一年多來已經被SCI他引30餘次。 3、進一步完善了雙層石墨烯間加入BN分子層的研究：該工作設計了基於石墨烯和BN的互連線，實現了高達4.6E9 A/cm2 (1V)以上的電流承載能力設計，同時該結構具有大的熱導率。該論文發表以後獲得了國際同行的關注，已經被兩個綜述性論文收錄作為高性能石墨烯結構的代表性論文。
