有机场效应晶体管绝缘层材料的设计、制备及性能研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:px520
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本论文主要围绕加热条件下叠氮基团和炔键的成环反应(Thermal azide-alkyne cycloaddition reaction,TAAC)设计合成了一系列新型的可低温热交联的聚合物栅极绝缘层材料。对制备的聚合物绝缘层材料进行交联过程、交联条件以及热稳定性的研究,并通过金属-绝缘层-金属(MIM)结构测试了新型聚合物薄膜的绝缘性能。将新型聚合物材料作为绝缘层应用到溶液法制备的有机场效应晶体管器件(OFETs)中,并对器件性能进行了研究。论文主要包括以下几部分:  (1)论文对OFETs的发展历程、器件构型和工作原理进行了概述,总结了用于OFETs的半导体材料和绝缘层材料。着重综述了与课题相关的聚合物绝缘层材料。最后阐明本论文的设计思路与主要内容。  (2)通过简单的自由基聚合制备了含有叠氮基团的功能化共聚物 PS-N3和PMMA-N3。将共聚物PS-N3和PMMA-N3分别和多官能团小分子1,3,5-三(2-丙炔氧基)苯(TYB)共混后,研究了它们之间的TAAC反应过程和反应条件。利用功能化的聚合物和小分子之间在100℃的TAAC反应,实现了聚合物薄膜的热交联,交联后的薄膜具有光滑的表面和较好的耐溶剂性。通过MIM测试可以看出,与未交联的聚合物薄膜相比,交联聚合物绝缘薄膜具有更低的漏电流密度,绝缘性能更好,证明TAAC反应可以作为一种新的低温热交联方法来制备OFETs中的绝缘层材料。  (3)通过自由基聚合制备了两种功能化的聚苯乙烯共聚物,分别是含叠氮基团的聚苯乙烯共聚物(A)和含炔键的聚苯乙烯共聚物(B),两种共聚物在常见的有机溶剂中都有很好的溶解度。将共聚物A和B共混后在100℃进行加热交联形成交联的聚苯乙烯薄膜,研究了交联反应的过程和交联的最佳条件。通过MIM测试可以看出交联后的聚苯乙烯薄膜具有很好的的绝缘性能,且优于第二章中聚合物和小分子交联剂共混体系得到的热交联聚合物薄膜。将制备的热交联聚苯乙烯薄膜作为绝缘层材料应用到溶液法制备的底栅-底接触 OFETs器件中,取得了不错的器件性能。器件的迁移率为0.15 cm2/V s,阈值电压为?0.3 V,开关比为106。  (4)通过自由基聚合和脱保护反应制备了两种单链型双官能团功能化的共聚物:co-PMMA2和co-PS2。通过TAAC反应,共聚物co-PMMA2和co-PS2在100℃加热0.5 h就可以分别形成稳定的热交联聚合物薄膜。相比于共混体系,单链型双官能团功能化的共聚物进一步提高了交联反应的效率,增强了交联聚合物薄膜的耐溶剂性。交联后的薄膜表面光滑,具有很低的漏电流密度。将制备的热交联聚合物薄膜作为绝缘层材料应用到溶液法制备的底栅-底接触OFETs器件中,并研究了器件性能。其中基于co-PMMA2的OFETs的迁移率达到了0.59 cm2/V s,开关比为105。  (5)设计合成了一种分别含有叠氮基团和炔键的双组份交联剂,将聚苯乙烯与双组份交联剂共混后在100℃加热1 h得到了交联聚苯乙烯共混薄膜。通过研究热交联聚合物薄膜的表面形貌和绝缘性能确定了交联剂的最佳添加量,合适比例的交联剂可以显著增加PS薄膜的绝缘性能。与基于未交联PS薄膜的OFETs器件相比,以热交联聚苯乙烯薄膜为绝缘层的器件有更低的栅极漏电流和更好的器件稳定性。
其他文献
Gemini表面活性剂是一类具有两个头基和两个疏水链由联接基团连接的新型两亲分子,具有一系列优异的性质,在多个领域有广泛的用途。近年来,它又在介孔材料的合成方面得到了广
芳基取代1,3,4-噁二唑类衍生物具有高的电子传输性能、优异的发光性能和良好的热稳定性,是综合性能优良的电子传输材料。然而,在器件运行过程中,小分子材料存在受热晶化或相
纵观今时今日的中国传媒格局,早就过了“酒香不怕巷子深”的传统年代,网络和信息技术的发展以及受众心理的衍变,带来了传播媒介新一轮的变革,各大媒介百花齐放,百花争鸣,去抢
脱氧核糖核酸(DNA),是含有生物体遗传信息的染色体主要化学成分,其结构上的微小变化、差错都会有可能引起遗传性状的改变和各种疾病的出现。对DNA的研究是生命科学中相当重要
随着我国新闻水平的不断提升和多媒体技术的持续进步,新媒体时代下气象信息的拟境传播问题得到了越来越广泛的关注。本文从对拟境传播进行简析入手,对气象信息的拟境传播策略
血吸虫尾蚴是感染人或哺乳动物致病的唯一阶段。为了能够对各地血吸虫发生情况进行实时监控,并能够及时的对各地疫情进行预报,本文对日本血吸虫尾蚴的现场检测方法进行了一系
本论文分为三章。第一章简要介绍聚硅烷的研究现状和低聚硅烷的研究进展。第二章介绍了低价钛试剂作为还原试剂用来合成聚硅烷。第三章讨论了甲基正丁基环状硅烷的合成方法和
相比于传统无机多孔材料和金属有机网络(Metal Organic Frameworks,MOFs),微孔有机聚合物(Microporous Organic Polymers,MOPs)作为一类低骨架密度和高比表面积的纯有机多孔材料,具有
多孔双相钙磷(biphasic calcium phosphate, BCP)生物活性陶瓷,不仅具有良好的生物相容性,还具有独特可控制的降解性能,因而成为材料工作者研究的热点之一。然而,BCP存在脆性
近些年来,随着时代的变革和社会风气翻天覆地的巨变,在传媒领域,尤其是广播电视行业正在蓬勃发展,带来了广电节目制作和播出产业的巨大繁荣,同时也对对目前的广播电视编导提