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有机半导体薄膜生长原位实时测量方法的研究

徐佳佳 胡春光 陈雪娇 张雷 傅星 胡小唐

有机半导体薄膜生长原位实时测量方法的研究

徐佳佳, 胡春光, 陈雪娇, 张雷, 傅星, 胡小唐
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  • 针对原位实时监测有机半导体薄膜生长情况的需求, 提出了差分反射光谱法与场效应晶体管法结合的光电联合测量方法, 设计研制了测量系统. 以并五苯有机分子为例, 通过自制底栅底接触式场效应管微结构, 实验测试了热蒸发法生长导电膜层过程中光电信号的演变与相互关联. 光谱信号显示, 并五苯以薄膜态结构进行生长, 光谱随生长进程变化显著. 实验数据与四相结构模型仿真结果的良好吻合, 表明因薄膜增厚引起干涉条件的改变是光谱变化的主因, 由此推算出薄膜生长速率为0.23 nm/min. 当薄膜等效厚度达到28 nm时, 场效应管的导电性显著增强, 标志着并五苯有效传输层的形成. 此后, 薄膜厚度持续增加, 但测试电流增长缓慢, 说明该结构进入电学特性饱和区. 光电联合法不仅有助于研究有机半导体薄膜的光谱信息、电学特性和薄膜结构之间的相互对应关系, 也为发展原位监测有机半导体薄膜制备过程, 探索最佳工艺提供了新的研究手段.
      通信作者: 胡春光, cghu@tju.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61008028)、全国博士学位论文作者专项资金(批准号: 201140)、教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号: 11-0366)和“111”引智计划(批准号: B07014)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-06-05
  • 修回日期:  2015-08-14
  • 刊出日期:  2015-12-05

有机半导体薄膜生长原位实时测量方法的研究

  • 1. 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072;
  • 2. 天津大学 精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072;
  • 3. 山东大学 控制科学与工程学院, 济南 250061
  • 通信作者: 胡春光, cghu@tju.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61008028)、全国博士学位论文作者专项资金(批准号: 201140)、教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号: 11-0366)和“111”引智计划(批准号: B07014)资助的课题.

摘要: 针对原位实时监测有机半导体薄膜生长情况的需求, 提出了差分反射光谱法与场效应晶体管法结合的光电联合测量方法, 设计研制了测量系统. 以并五苯有机分子为例, 通过自制底栅底接触式场效应管微结构, 实验测试了热蒸发法生长导电膜层过程中光电信号的演变与相互关联. 光谱信号显示, 并五苯以薄膜态结构进行生长, 光谱随生长进程变化显著. 实验数据与四相结构模型仿真结果的良好吻合, 表明因薄膜增厚引起干涉条件的改变是光谱变化的主因, 由此推算出薄膜生长速率为0.23 nm/min. 当薄膜等效厚度达到28 nm时, 场效应管的导电性显著增强, 标志着并五苯有效传输层的形成. 此后, 薄膜厚度持续增加, 但测试电流增长缓慢, 说明该结构进入电学特性饱和区. 光电联合法不仅有助于研究有机半导体薄膜的光谱信息、电学特性和薄膜结构之间的相互对应关系, 也为发展原位监测有机半导体薄膜制备过程, 探索最佳工艺提供了新的研究手段.

English Abstract

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