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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

田雪雁 赵谡玲 徐征 姚江峰 张福俊 贾全杰 陈雨 樊星 龚伟

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

田雪雁, 赵谡玲, 徐征, 姚江峰, 张福俊, 贾全杰, 陈雨, 樊星, 龚伟
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  • 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.
    • 基金项目: 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)和国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB327705)资助的课题.
    [1]

    Yuan G C, Xu Z, Zhao S L, Zhang F J, Huang J Z, Huang J Y, Tian X Y, Xu X R 2008 Chin. Phys. B 17 3822

    [2]

    Yuan G C, Xu Z, Zhao S L, Zhang F J, Jiang W W, Song D D, Zhu H N, Li S Y, Huang J Y, Huang H, Xu X R 2008 Chin. Phys. B 17 1887

    [3]

    Tian X Y, Xu Z, Zhao S L, Zhang F J, Xu X R, Yuan G C, Li J, Sun Q J 2008 Chin. Phys. B 19 018103

    [4]

    Killampalli A S, Engstrom J R 2006 Appl. Phys. Lett. 88 143125

    [5]

    DiBenedetto S A, Facchetti A, Ratner M A, Marks T J 2009 Adv. Mater. 21 1407

    [6]

    Possanner S K, Zojer K, Pacher P, Zojer E, Schürrer F 2009 Adv. Func. Mater. 19 958

    [7]

    Sirringhaus H 2009 Proceedings of the IEEE 97 1570

    [8]

    Bao Z, Dodabalapur A, Lovinger A J 1996 Appl. Phys. Lett. 69 4108

    [9]

    Sirringhaus H, Brown P J, Friend R H, Nielsen M M, Bechgaard K, Langeveld-Voss B M W, Spiering A J H, Janssen R A J, Meijer E W, Herwig P, de Leeuw D M 1999 Nature 401 685

    [10]

    Lan Y K, Huang C 2008 J. Phys. Chem. B 112 14857

    [11]

    Ong B S, Wu Y, Liu P, Gardner S 2004 J. Am. Chem. Soc. 126 3378

    [12]

    Jiang X M, Jia Q J, Zheng W L, Liu P, Xi D C, Jiang Z M, Wang X 2000 High Energy Phys. Nucl. Phys. 24 424 (in Chinese) [姜晓明、贾全杰、郑文莉、刘 鹏、冼鼎昌、蒋最敏、王 迅 2000 高能物理与核物理 24 424]

    [13]

    Cowley R A, Ryan T W 1987 J. Phys. D: Appl. Phys. 20 61

    [14]

    Gay J M, Stocker P, Rhemore F 1993 J. Appl. Phys 73 816

    [15]

    Fuoss P H, Liang K S, Eisenberger P 1989 Synchrotron Radiation Research: Advances in Surface Science( New York: Plenum Press)

    [16]

    Xia Z F, Qiu X L, Zhu J Q, Zhang Z W 2002 Piezoelectrics and Acoustooptics 24 208 (in Chinese) [夏钟福、邱勋林、朱伽倩、张冶文2002 压电与声光 24 208]

    [17]

    Mcculloch I, Heeney M, Bailey C, Genevicius K, Macdonald I, Shkunov M, Sprarrowe D, Wagnger R, Zhang W, Chabinyc M L, Kline R J, Mcgehee M D, Toney M F 2006 Nature Materials 5 328

    [18]

    Oss C J V, Giese Jr R F, Good R J 1990 Langmuir 6 1711

    [19]

    Zhang J D, Mo Z S 2009 University Chem. 24 1(in Chinese) [张吉东、莫志深2009大学化学24 1]

    [20]

    Kim D H, Park Y D, Jang Y, Yang H, Kim Y H, Han J I, Moon D G, Park S, Chang T, Chang C, Joo M, Ryu C Y 2005 Adv. Funct. Mater. 15 77

    [21]

    Loo Y 2007 AIChE Journal 53 1066

    [22]

    Kline R J, Mcgehee M D, Toney M F 2006 Nature Materials 5 222

    [23]

    Chang J F, Sun B, Breiby D W, Nielsen M M, Slling T I, Giles M, McCulloch I, Sirringhaus H 2004 Chem. Mater. 16 4772

    [24]

    Sun B, Kang C Y, Li R P, Liu Z L, Tang J, Xu P S, Pan G Q 2009 Nucl. Tech. 32 492 (in Chinese) [孙 柏、康朝阳、李锐鹏、刘忠良、唐 军、徐彭寿、潘国强 2009核技术32 492]

    [25]

    Verilhac J M, Blevennec G L, Djurado D, Rieutord F, Chouiki M, Travers J P, Pron A 2006 Synth. Met. 156 815

    [26]

    Yang H, LeFevre S W, Ryu C Y, Bao Z 2007 Appl. Phys. Lett.90 172116

  • [1]

    Yuan G C, Xu Z, Zhao S L, Zhang F J, Huang J Z, Huang J Y, Tian X Y, Xu X R 2008 Chin. Phys. B 17 3822

    [2]

    Yuan G C, Xu Z, Zhao S L, Zhang F J, Jiang W W, Song D D, Zhu H N, Li S Y, Huang J Y, Huang H, Xu X R 2008 Chin. Phys. B 17 1887

    [3]

    Tian X Y, Xu Z, Zhao S L, Zhang F J, Xu X R, Yuan G C, Li J, Sun Q J 2008 Chin. Phys. B 19 018103

    [4]

    Killampalli A S, Engstrom J R 2006 Appl. Phys. Lett. 88 143125

    [5]

    DiBenedetto S A, Facchetti A, Ratner M A, Marks T J 2009 Adv. Mater. 21 1407

    [6]

    Possanner S K, Zojer K, Pacher P, Zojer E, Schürrer F 2009 Adv. Func. Mater. 19 958

    [7]

    Sirringhaus H 2009 Proceedings of the IEEE 97 1570

    [8]

    Bao Z, Dodabalapur A, Lovinger A J 1996 Appl. Phys. Lett. 69 4108

    [9]

    Sirringhaus H, Brown P J, Friend R H, Nielsen M M, Bechgaard K, Langeveld-Voss B M W, Spiering A J H, Janssen R A J, Meijer E W, Herwig P, de Leeuw D M 1999 Nature 401 685

    [10]

    Lan Y K, Huang C 2008 J. Phys. Chem. B 112 14857

    [11]

    Ong B S, Wu Y, Liu P, Gardner S 2004 J. Am. Chem. Soc. 126 3378

    [12]

    Jiang X M, Jia Q J, Zheng W L, Liu P, Xi D C, Jiang Z M, Wang X 2000 High Energy Phys. Nucl. Phys. 24 424 (in Chinese) [姜晓明、贾全杰、郑文莉、刘 鹏、冼鼎昌、蒋最敏、王 迅 2000 高能物理与核物理 24 424]

    [13]

    Cowley R A, Ryan T W 1987 J. Phys. D: Appl. Phys. 20 61

    [14]

    Gay J M, Stocker P, Rhemore F 1993 J. Appl. Phys 73 816

    [15]

    Fuoss P H, Liang K S, Eisenberger P 1989 Synchrotron Radiation Research: Advances in Surface Science( New York: Plenum Press)

    [16]

    Xia Z F, Qiu X L, Zhu J Q, Zhang Z W 2002 Piezoelectrics and Acoustooptics 24 208 (in Chinese) [夏钟福、邱勋林、朱伽倩、张冶文2002 压电与声光 24 208]

    [17]

    Mcculloch I, Heeney M, Bailey C, Genevicius K, Macdonald I, Shkunov M, Sprarrowe D, Wagnger R, Zhang W, Chabinyc M L, Kline R J, Mcgehee M D, Toney M F 2006 Nature Materials 5 328

    [18]

    Oss C J V, Giese Jr R F, Good R J 1990 Langmuir 6 1711

    [19]

    Zhang J D, Mo Z S 2009 University Chem. 24 1(in Chinese) [张吉东、莫志深2009大学化学24 1]

    [20]

    Kim D H, Park Y D, Jang Y, Yang H, Kim Y H, Han J I, Moon D G, Park S, Chang T, Chang C, Joo M, Ryu C Y 2005 Adv. Funct. Mater. 15 77

    [21]

    Loo Y 2007 AIChE Journal 53 1066

    [22]

    Kline R J, Mcgehee M D, Toney M F 2006 Nature Materials 5 222

    [23]

    Chang J F, Sun B, Breiby D W, Nielsen M M, Slling T I, Giles M, McCulloch I, Sirringhaus H 2004 Chem. Mater. 16 4772

    [24]

    Sun B, Kang C Y, Li R P, Liu Z L, Tang J, Xu P S, Pan G Q 2009 Nucl. Tech. 32 492 (in Chinese) [孙 柏、康朝阳、李锐鹏、刘忠良、唐 军、徐彭寿、潘国强 2009核技术32 492]

    [25]

    Verilhac J M, Blevennec G L, Djurado D, Rieutord F, Chouiki M, Travers J P, Pron A 2006 Synth. Met. 156 815

    [26]

    Yang H, LeFevre S W, Ryu C Y, Bao Z 2007 Appl. Phys. Lett.90 172116

  • [1] 田雪雁, 赵谡玲, 徐征, 姚江峰, 张福俊, 徐叙瑢. 非溶剂掺杂完善自组织机理提升高度区域规则的(3-己基噻吩)有机场效应晶体管器件性能的研究. 物理学报, 2011, 60(3): 037201. doi: 10.7498/aps.60.037201
    [2] 田雪雁, 赵谡玲, 徐征, 姚江峰, 张福俊, 贾全杰, 陈雨, 龚伟, 樊星. 高分子有机场效应晶体管中退火引起的自组织微观结构变化的研究. 物理学报, 2011, 60(5): 057201. doi: 10.7498/aps.60.057201
    [3] 孙光爱, 陈波, 吴二冬, 闫冠云, 黄朝强, 李武会, 吴忠华, 柳义, 王劼. 蠕变镍基单晶高温合金微观结构与界面特征的X射线小角散射研究. 物理学报, 2011, 60(1): 016102. doi: 10.7498/aps.60.016102
    [4] 杨雁, 李盛涛. CaCu3Ti4O12陶瓷的微观结构及直流导电特性. 物理学报, 2009, 58(9): 6376-6380. doi: 10.7498/aps.58.6376
    [5] 张强, 朱小红, 徐云辉, 肖云军, 高浩濒, 梁大云, 朱基亮, 朱建国, 肖定全. Mn4+掺杂对BiFeO3陶瓷微观结构和电学性能的影响研究. 物理学报, 2012, 61(14): 142301. doi: 10.7498/aps.61.142301
    [6] 侯兆阳, 刘丽霞, 刘让苏, 田泽安. Al-Mg合金熔体快速凝固过程中微观结构演化机理的模拟研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4817-4825. doi: 10.7498/aps.58.4817
    [7] 唐杰, 杨梨容, 王晓军, 张林, 魏成富, 陈擘威, 梅杨. 高压对大块(PrNd)xAl0.6Nb0.5Cu0.15B1.05Fe97.7-x合金微观结构和性能的影响. 物理学报, 2012, 61(24): 240701. doi: 10.7498/aps.61.240701
    [8] 朱才镇, 张培新, 许启明, 刘剑洪, 任祥忠, 张黔玲, 洪伟良, 李琳琳. 分子动力学模拟不同组分下CaO-Al2O3-SiO2系玻璃微观结构的转变. 物理学报, 2006, 55(9): 4795-4802. doi: 10.7498/aps.55.4795
    [9] 邵守福, 郑 鹏, 张家良, 钮效鵾, 王春雷, 钟维烈. CaCu3Ti4O12陶瓷的微观结构和电学性能. 物理学报, 2006, 55(12): 6661-6666. doi: 10.7498/aps.55.6661
    [10] 卞西磊, 王刚. 非晶合金的离子辐照效应. 物理学报, 2017, 66(17): 178101. doi: 10.7498/aps.66.178101
    [11] 李哲夫, 贾彦彦, 刘仁多, 徐玉海, 王光宏, 夏晓彬. Sm2Co17型永磁合金的辐照效应研究. 物理学报, 2017, 66(22): 226101. doi: 10.7498/aps.66.226101
    [12] 于松楠, 吴汉华, 陈根余, 袁鑫, 李乐. Al(OH)3溶胶浓度对TC4钛合金微弧氧化膜特性的影响. 物理学报, 2011, 60(2): 028104. doi: 10.7498/aps.60.028104
    [13] 潘梦霄, 曹兴忠, 李养贤, 王宝义, 薛德胜, 马创新, 周春兰, 魏 龙. 氧化钒薄膜微观结构的研究. 物理学报, 2004, 53(6): 1956-1960. doi: 10.7498/aps.53.1956
    [14] 关庆丰, 安春香, 秦 颖, 邹建新, 郝胜志, 张庆瑜, 董 闯, 邹广田. 强流脉冲电子束应力诱发的微观结构. 物理学报, 2005, 54(8): 3927-3934. doi: 10.7498/aps.54.3927
    [15] 范鲜红, 陈 波, 关庆丰. 质子辐照对纯铝薄膜微观结构的影响. 物理学报, 2008, 57(3): 1829-1833. doi: 10.7498/aps.57.1829
    [16] 段芳莉, 王明, 刘静. 摩擦导致的聚合物表层微观结构改变. 物理学报, 2015, 64(6): 066801. doi: 10.7498/aps.64.066801
    [17] 李哲夫, 贾彦彦, 刘仁多, 徐玉海, 王光宏, 夏晓彬, 沈卫祖. 质子辐照对永磁合金微观结构演化的研究. 物理学报, 2018, 67(1): 016104. doi: 10.7498/aps.67.20172025
    [18] 冯文然, 阎殿然, 何继宁, 陈光良, 顾伟超, 张谷令, 刘赤子, 杨思泽. 反应等离子喷涂纳米TiN涂层的显微硬度及微观结构研究. 物理学报, 2005, 54(5): 2399-2402. doi: 10.7498/aps.54.2399
    [19] 杨海波, 胡 明, 张 伟, 张绪瑞, 李德军, 王明霞. 基于纳米压痕法的多孔硅硬度及杨氏模量与微观结构关系研究. 物理学报, 2007, 56(7): 4032-4038. doi: 10.7498/aps.56.4032
    [20] 胡志华, 连法增, 朱明刚, 李 卫. 烧结Nd-Fe-B磁体的微观结构和冲击韧性研究. 物理学报, 2008, 57(2): 1202-1206. doi: 10.7498/aps.57.1202
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-04-04
  • 修回日期:  2010-06-24
  • 刊出日期:  2011-01-05

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

  • 1. (1)北京北旭电子玻璃有限公司,北京 100016; (2)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; (3)中国科学院高能物理研究所,北京 100049
    基金项目: 

    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)和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.

English Abstract

参考文献 (26)

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