《納米多孔有機薄膜電晶體氣體感測器的研究》是依託復旦大學，由吳小晗擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：納米多孔有機薄膜電晶體氣體感測器的研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吳小晗
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於有機薄膜電晶體的氣體感測器具有低成本、輕量便攜、檢測便捷等優點，但目前制約該感測器發展與套用的主要瓶頸在於其對分析物的探測回響時間太長。針對上述問題，本項目擬利用納米多孔結構具有高比表面積，允許氣體分子快速大量通過的優點，開展基於納米多孔結構的有機薄膜電晶體氣體感測器的研究。具體包括，以兩親性分子自組裝囊泡為模板的納米多孔有機半導體薄膜的溶液法製備研究；有機薄膜電晶體中半導體層的納米多孔結構對電晶體性能的影響；以及納米多孔結構對有機薄膜電晶體氣體感測器探測性能的影響。基於上述研究，可望提供一種簡便低成本的納米多孔薄膜可控制備方法，掌握半導體的納米多孔結構對有機薄膜電晶體性能，以及基於此的氣體感測器性能的影響，提高該感測器的回響與回復速度及靈敏度，推動實現對日常生活中環境安全等問題快速便攜低成本檢測的套用。
結題摘要
相對於其他類型的氣體分析探測裝置，基於有機薄膜電晶體（OTFT）的氣體感測器在器件具有低成本、輕量便攜、檢測便捷等天然優勢。然而，目前 OTFT氣體感測器的套用仍面臨著一些瓶頸問題，包括對目標分析物的靈敏度與回響速度不足。本項目面向上述問題，開展了多孔有機半導體薄膜的製備研究，有機薄膜電晶體中半導體層的多孔結構對電晶體性能的影響，以及多孔結構對有機薄膜電晶體氣體感測器探測性能的影響研究。掌握了有機半導體納米多孔薄膜的製備工藝及條件參數，製備了納米多孔結構有機半導體薄膜；了解了納米多孔結構對OTFT器件性能的影響，相較於傳統的基於有機半導體DNTT的OTFT，多孔器件的輸出電流降低了約5倍；掌握了納米多孔結構對OTFT氣體感測器性能的影響，傳統DNTT-OTFT對NH3的相對靈敏度為20% ppm−1，而多孔器件達到340% ppm−1，提高了17倍，傳統DNTT-OTFT對0.5 ppm NH3的回響時間大於100 s，而多孔器件產生同等程度回響的時間小於10 s，提高了超過10倍。在此基礎上，還開展了有機半導體薄膜與聚苯乙烯微球共混對OTFT光電探測性能的影響；蒸鍍工藝調控的有機半導體薄膜的晶粒尺寸對OTFT氣體感測器性能的影響；柔性OTFT的聚合物介質層引入的界面效應對器件性能與其光電探測性能的影響機理等相關研究。通過上述工作，揭示了OTFT感測器的性能影響機制及機理，提供了一系列提高OTFT感測器性能的方法策略。
