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透明电子学的发展,引起了人们对各种在可见光范围内透明或半透明的光电子器件的广泛关注。以透明导电薄膜和透明薄膜晶体管为代表的透明电子学的研究在过去的二十年取得了显著的成果。鉴于透明光电子薄膜和器件在消费电子产品,新能源和汽车工业上潜在的应用价值,国内外诸多公司和研究机构都投入大量资源对其进行深入研究。特别是透明有机薄膜晶体管,具有成本低,工艺简单,可大面积生产等优点,使得其也成为近年来的研究热点之一。但是,由于有机半导体材料和无机透明导电薄膜制备工艺不易兼容,N型有机半导体材料的性质不稳定,迁移率过低,以及透明器件的制备条件苛刻、设备造价高昂等问题的存在,严重影响透明光电子器件的性能优化,阻碍透明电子学的进一步发展。本论文主要针对透明有机薄膜晶体管在制备过程中存在的问题,通过选择常温制备透明导电薄膜、器件结构的合理设计、有机半导体材料和无机透明导电薄膜的复合使用等方法来实现提高器件性能的目的,从而研制出在可见光范围内透明的光电子器件。论文的主要内容和创新点如下:1、研制了高性能顶接触以WO3/Ag/WO3(WAW)为透明源漏电极的透明OTFT。WAW通过热蒸发的方式沉积,因此在整个器件的制备过程中极大程度地降低了对有源层有机薄膜的负面影响。另外,器件的有源层与透明电极是在两个连接着的真空室完成的,没有破坏真空。沉积在玻璃衬底上的WAW薄膜有着优异的可比拟ITO的电学与光学特性。此外,WAW可通过光刻和掩膜的方式进行图案化处理,而且薄膜拥有更高的表面功函数,使其与有机半导体材料的HOMO轨道实现了更好的匹配。这种以WAW为电极的透明OTFT得到了优异的器件性能,迁移率为8.44×10-2cm2/Vs,开关比约为1.2×106,整个器件在可见光范围的平均透过率为81.5%。2、设计并制备了Ag/LiF结构的透明导电薄膜,将其应用在以F16CuPc为N型半导体的有机薄膜晶体管中,因此首次获得了N型透明有机薄膜晶体管。在理论模拟计算的基础上,再结合实验结果,确定了透明导电薄膜的薄膜参数,并将其应用在N型OTFTs上。实验结果表明Ag/LiF透明导电薄膜作为源漏电极,透明OTFTs器件的迁移率为0.0131cm2/Vs,开关比4.2×106,器件在可见光范围内的平均透过率为55.6%。3、研究了以Sb2O3/Ag/Sb2O3透明导电薄膜为源漏电极,以并五苯/PTCDI-C13异质结为有源层的双极型透明有机薄膜晶体管。经过实验,确定了具有优异的光学和电学性能的透明导电薄膜的结构。利用透明导电薄膜作为源漏电极,观察到了OTFTs器件的双极性现象,经测试器件在可见光范围内的平均透过率高达72%,这是目前双极型透明有机薄膜晶体管的最优结果。器件的空穴和电子迁移率分别为0.1cm2/Vs和0.042cm2/Vs。分析了空穴迁移率高于电子迁移率的原因,也从界面特性的角度分析了两种载流子迁移率不平衡的原因。