高分子有机场效应晶体管中半导体薄膜结晶行为及微观结构变化的研究  被引量:2

Crystallization and microstructure change of semiconductor active thin layer in polymer organic field-effect transistors

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作  者:田雪雁[1] 赵谡玲[1] 徐征[1] 姚江峰 张福俊[1] 贾全杰[3] 陈雨[3] 樊星[1] 龚伟[1] 

机构地区:[1]北京交通大学光电子技术研究所发光与光信息技术教育部重点实验室,北京100044 [2]北京北旭电子玻璃有限公司,北京100016 [3]中国科学院高能物理研究所,北京100049

出  处:《物理学报》2011年第2期586-594,共9页Acta Physica Sinica

基  金:国家自然科学基金(批准号:60978060;10974013;10804006;10774013);高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20090009110027;20070004024);高等学校博士学科点专项科研基金(新教师基金课题)(批准号:20070004031);北京市科技新星计划(批准号:2007A024);北京市自然科学基金(批准号:1102028);国家杰出青年科学基金(批准号:60825407);国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB327705)资助的课题~~

摘  要:为了探索高分子有机场效应晶体管(OFET)中高分子自组织机理与电荷传输的关联性,采用同步辐射掠入射X射线衍射技术研究了高分子OFET中以高度区域规则的聚(3-己基噻吩)(RR-P3HT)为代表的半导体层的结晶行为及微观结构组织变化,及其引起的高分子半导体电荷传输机理.研究发现,采用自组装单分子层(SAMs)技术进行界面修饰,可以完善绝缘层与RR-P3HT半导体层之间的界面效果.SAMs的形成改善了界面,可以有效地控制上层RR-P3HT半导体层的结晶性及微观结构,使较多的噻吩环面垂直于衬底、得到π-π堆积方向平行于衬底的二维微晶粒薄片结构,这种微观结构有效地形成了二维共轭电荷传输通道,完善了在RR-P3HT工作层生长过程中的自组织机理;并且对于RR-P3HT半导体工作层来说,慢速生长过程比快速生长过程更有利于有效的二维共轭微晶粒薄片生长,更能完善RR-P3HT工作层生长过程中的自组织机理.The crystallization and microstructure change of self-organization and the related conduction mechanisms of polymer semiconductor active thin layer in polymer organic field-effect transistors (OFET) are investigated by synchrotron radiation grazing incident X-ray diffraction ( GIXRD) for understanding the relationships between polymer self-organization and charge carry. The change of the crystalline microstructure of RR-P3HT clarifies the effect of SAMs for improving the interface between the insulator layer and the organic semiconductor layer. The self-organiztion of RR-P3HT modified by SAMs improves the crystalliztion to pack form the thiophene rings along the perpendicular direction of substrate and results in that the π-π interchains are stacked to parallel the substrate. The two-dimensional charge transport is improved. Furthermore,we find that two-dimensional,conjugated,and self-organized crystalline lamellae are easier to gain with slow grown film than with fast grown film.

关 键 词:高度区域规则的聚(3-己基噻吩)有机场效应晶体管 同步辐射掠入射X射线衍射 自组织机理 微观结构 

分 类 号:O471.4[理学—半导体物理]

 

参考文献:

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