《自組裝膜與有機模板分子在薄膜電晶體中的套用研究》是依託重慶大學，由李哲峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：自組裝膜與有機模板分子在薄膜電晶體中的套用研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李哲峰
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
載流子傳輸(空穴或電子)效率高低是決定有機薄膜電晶體以及有機電致發光器件性能的關鍵因素,而半導體層材料的成膜有序性是影響載流子傳輸效率的主要因素之一。本項目將通過自組裝單分子膜和有機模板誘導成膜法相結合的方式，有效實現某些有機半導體材料真空蒸鍍形成有序結晶膜，從而大幅提高半導體層內以及層界面之間的載流子傳輸效率，最終實現整體半導體器件的性能提升。通過設計合成用於自組裝膜的矽烷, 磷酸等長鏈分子,以及用作修飾層模板的有機分子,篩選最為適合的系列有機材料用於器件製備中;通過研究有機模板分子在自組裝膜上的生長機制, 以及成膜形貌特徵, 探尋其誘導半導體層材料形成有序晶膜的取向生長機制, 分析研究此過程中的基本科學問題,為探尋一種通用有效的誘導有機半導體分子形成有序結晶膜的方法提供可能的理論依據。
結題摘要
有機半導體材料在蒸鍍過程中，大多容易形成無定形的薄膜，或者包含較多雜質的膜, 這種膜不利於增強分子間的π-π 作用，阻礙電子的傳輸。並且, 雜質在晶體界面處形成陷阱, 捕獲空穴形成勢壘, 最終影響載流子的傳輸，降低半導體器件的性能。解決此類問題，實現最佳化器件性能的方法很多, 其中較為典型的方法之一為自組裝分子薄膜(self-assembled-monolayer), 利用自組裝膜修飾柵極/介電層, 形成單層膜或者多層膜, 可以實現半導體器件的性能提升。本項目主要集中於設計合成新型磷酸衍生物分子自組裝膜材料，將其套用於有機薄膜電晶體和石墨烯場效應電晶體中，分析其對於二氧化矽介電層的修飾作用，並得到了性能最佳化的電晶體器件。結論如下(1) 利用長鏈磷酸ODPA修飾介電層，並利用有機模版層分子PQ，可以誘導半導體材料DPP在真空蒸鍍條件下形成有序結晶膜，分析了器件的形貌學，認為是有序結構提升了層間載流子的傳輸效率，由此得到性能最佳化的電晶體器件。（2）通過分析發現自組裝膜材料基端帶有給電子基團，或者吸電子基團，對於石墨烯層的摻雜效應不同，由此可以改變石墨烯層的費米能級，最佳化其半導體特性。（3）設計合成了幾種n-型有機半導體材料，重點在於通過分子自組裝膜修飾後最佳化n-型電晶體在空氣中的穩定性，最終提高電晶體器件的整體性能。
