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基于垂直晶体管结构的低电压并五苯光电探测器

杨丹 张丽 杨盛谊 邹炳锁

基于垂直晶体管结构的低电压并五苯光电探测器

杨丹, 张丽, 杨盛谊, 邹炳锁
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  • 并五苯(Pentacene)具有优良的场效应晶体管特性及在可见光区的高吸收系数, 被广泛应用于光敏(电)晶体管中. 垂直晶体管的沟道长度可做到纳米量级, 能有效提高器件的性能和工作频率, 同时降低能耗. 本文制备了一种基于垂直晶体管结构的低电压并五苯光电探测器ITO(S)/Pentacene/Al(G)/Pentacene/Au(D). 实验发现, 在工作电压低至-3 V时, 并五苯光电探测器ITO/Pentacene (80 nm)/Al(15 nm)/ Pentacene(80 nm)/Au 的阈值电压为-0.9 V, “开/关”电流比为104, 表现出了良好的P型晶体管特性以及低电压调控性能. 在350-750 nm的不同波长单色光照射下, 器件的“明/暗”电流比和响应度随入射波长而变化; 在350 nm单色光照射下, 该光电探测器的“明/暗”电流比的最大值达到308, 其对应的响应度为219 mA·W-1, 大于标准硅基探测器在350 nm 单色光照射下的探测率. 这为制备低电压下工作的高灵敏度全有机光电探测器提供了一种可行的方法.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60777025)、北京市科技新星计划交叉学科合作(批准号: XXHZ201204)、北京理工大学杰出中青年教师支持计划(批准号: BIT-JC-201005)和“111”引智计划(批准号: BIT111-201101)资助的课题.
    [1]

    Yang S Y, Zou B S 2013 Org. Electron. 14 362

    [2]

    Ben-Sasson A J, Greenman M, Roichman Y, Tessler N 2014 Isr. J. Chem. 54 568

    [3]

    Yang S Y, Du W S, Qi J R, Lou Z D 2009 Acta Phys. Sin. 58 3427 (in Chinese) [杨盛谊, 杜文树, 齐洁茹, 娄志东 2009 物理学报 58 3427]

    [4]

    Mukherjee B, Mukherjee M, Choi Y, Pyo S 2010 Appl. Mater. Interfaces 2 1614

    [5]

    Maiellaro G, Ragonese E, Gwoziecki R, Jacobs S, Marjanovic N, Chrapa M, Schleuniger J, Palmisano G 2014 IEEE. Trans. Circuits-I. 61 1036

    [6]

    Chai Y H, Guo Y X, Bian W, Li W, Yang T, Yi M D, Fan Q L, Xie L H, Huang W 2014 Acta Phys. Sin. 63 027302 (in Chinese) [柴玉华, 郭玉秀, 卞伟, 李雯, 杨涛, 仪明东, 范曲立, 解令海, 黄维 2014 物理学报 63 027302]

    [7]

    Noh Y Y, Kim D Y 2007 Solid-State Electron. 51 1052

    [8]

    Yang Y, Costa R C D, Fuchter M J, Campbell A J 2013 Nat. Photon. 7 634

    [9]

    Yang D, Zhang L, Yang S Y, Zou B S 2013 IEEE Photon. J. 5 6801709

    [10]

    Zhang L, Yang D, Yang S Y, Zou B S 2014 Appl. Phys. A 116 1511

    [11]

    Yang C Y, Cheng S S, Ou T M, Wu M C, Wu C H, Chao C H, Lin S Y, Chan Y J 2007 IEEE Trans. Electron Dev. 54 1633

    [12]

    Johnston D E, Yager K G, Nam C Y, Ocko B M, Black C T 2012 Nano Lett. 12 4181

    [13]

    Giri G, Park S, Vosgueritchian M, Shulaker M M, Bao Z N 2014 Adv. Mater. 26 487

    [14]

    Zhao G, Cheng X M, Tian H J, Du B Q, Liang X Y, Wu F 2012 Acta Phys. Sin. 61 218502 (in Chinese) [赵赓, 程晓曼, 田海军, 杜博群, 梁晓宇, 吴峰 2012 物理学报 61 218502]

    [15]

    Kim K H, Bae S Y, Kim Y S, Hur J A, Hoang M H, Lee T W, Cho M J, Kim Y, Kim M, Jin J I, Kim S J, Lee K, Lee S J, Choi D H 2011 Adv. Mater. 23 3095

    [16]

    Okur S, Yakuphanoglu F,Stathatos E 2010 Microelectronic Engineering 87 635

    [17]

    Liu X H, Dong G F, Duan L, Wang L D, Qiu Y 2012 J. Mater. Chem. 22 11836

    [18]

    Kudo K, Wang D X, Iizuka M, Kuniyoshi S, Tanaka K 2000 Synth. Met. 111–112 11

    [19]

    Nishizawa J, Terasaki T, Shibata J 1975 IEEE Trans. Electron Dev. ED-22 185

    [20]

    Kang H S, Choi C S, Choi W Y, Kim D H, Seo K S 2004 Appl. Phys. Lett. 84 3780

    [21]

    Saragi T P I, Pudzich R, Fuhrmann T, Salbeck J 2004 Appl. Phys. Lett. 84 2334

    [22]

    Hamilton M C, Kanicki J 2004 IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 10 840

    [23]

    Blanchet G B, Fincher C R, Malajovich I 2003 J. Appl. Phys. 94 6181

  • [1]

    Yang S Y, Zou B S 2013 Org. Electron. 14 362

    [2]

    Ben-Sasson A J, Greenman M, Roichman Y, Tessler N 2014 Isr. J. Chem. 54 568

    [3]

    Yang S Y, Du W S, Qi J R, Lou Z D 2009 Acta Phys. Sin. 58 3427 (in Chinese) [杨盛谊, 杜文树, 齐洁茹, 娄志东 2009 物理学报 58 3427]

    [4]

    Mukherjee B, Mukherjee M, Choi Y, Pyo S 2010 Appl. Mater. Interfaces 2 1614

    [5]

    Maiellaro G, Ragonese E, Gwoziecki R, Jacobs S, Marjanovic N, Chrapa M, Schleuniger J, Palmisano G 2014 IEEE. Trans. Circuits-I. 61 1036

    [6]

    Chai Y H, Guo Y X, Bian W, Li W, Yang T, Yi M D, Fan Q L, Xie L H, Huang W 2014 Acta Phys. Sin. 63 027302 (in Chinese) [柴玉华, 郭玉秀, 卞伟, 李雯, 杨涛, 仪明东, 范曲立, 解令海, 黄维 2014 物理学报 63 027302]

    [7]

    Noh Y Y, Kim D Y 2007 Solid-State Electron. 51 1052

    [8]

    Yang Y, Costa R C D, Fuchter M J, Campbell A J 2013 Nat. Photon. 7 634

    [9]

    Yang D, Zhang L, Yang S Y, Zou B S 2013 IEEE Photon. J. 5 6801709

    [10]

    Zhang L, Yang D, Yang S Y, Zou B S 2014 Appl. Phys. A 116 1511

    [11]

    Yang C Y, Cheng S S, Ou T M, Wu M C, Wu C H, Chao C H, Lin S Y, Chan Y J 2007 IEEE Trans. Electron Dev. 54 1633

    [12]

    Johnston D E, Yager K G, Nam C Y, Ocko B M, Black C T 2012 Nano Lett. 12 4181

    [13]

    Giri G, Park S, Vosgueritchian M, Shulaker M M, Bao Z N 2014 Adv. Mater. 26 487

    [14]

    Zhao G, Cheng X M, Tian H J, Du B Q, Liang X Y, Wu F 2012 Acta Phys. Sin. 61 218502 (in Chinese) [赵赓, 程晓曼, 田海军, 杜博群, 梁晓宇, 吴峰 2012 物理学报 61 218502]

    [15]

    Kim K H, Bae S Y, Kim Y S, Hur J A, Hoang M H, Lee T W, Cho M J, Kim Y, Kim M, Jin J I, Kim S J, Lee K, Lee S J, Choi D H 2011 Adv. Mater. 23 3095

    [16]

    Okur S, Yakuphanoglu F,Stathatos E 2010 Microelectronic Engineering 87 635

    [17]

    Liu X H, Dong G F, Duan L, Wang L D, Qiu Y 2012 J. Mater. Chem. 22 11836

    [18]

    Kudo K, Wang D X, Iizuka M, Kuniyoshi S, Tanaka K 2000 Synth. Met. 111–112 11

    [19]

    Nishizawa J, Terasaki T, Shibata J 1975 IEEE Trans. Electron Dev. ED-22 185

    [20]

    Kang H S, Choi C S, Choi W Y, Kim D H, Seo K S 2004 Appl. Phys. Lett. 84 3780

    [21]

    Saragi T P I, Pudzich R, Fuhrmann T, Salbeck J 2004 Appl. Phys. Lett. 84 2334

    [22]

    Hamilton M C, Kanicki J 2004 IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 10 840

    [23]

    Blanchet G B, Fincher C R, Malajovich I 2003 J. Appl. Phys. 94 6181

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-01
  • 修回日期:  2014-11-24
  • 刊出日期:  2015-05-05

基于垂直晶体管结构的低电压并五苯光电探测器

  • 1. 北京理工大学物理学院, 纳米光子学与超精密光电系统北京市重点实验室, 北京 100081;
  • 2. 北京理工大学材料科学与工程学院, 纳米光子学与超精密光电系统北京市重点实验室, 北京 100081
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 60777025)、北京市科技新星计划交叉学科合作(批准号: XXHZ201204)、北京理工大学杰出中青年教师支持计划(批准号: BIT-JC-201005)和“111”引智计划(批准号: BIT111-201101)资助的课题.

摘要: 并五苯(Pentacene)具有优良的场效应晶体管特性及在可见光区的高吸收系数, 被广泛应用于光敏(电)晶体管中. 垂直晶体管的沟道长度可做到纳米量级, 能有效提高器件的性能和工作频率, 同时降低能耗. 本文制备了一种基于垂直晶体管结构的低电压并五苯光电探测器ITO(S)/Pentacene/Al(G)/Pentacene/Au(D). 实验发现, 在工作电压低至-3 V时, 并五苯光电探测器ITO/Pentacene (80 nm)/Al(15 nm)/ Pentacene(80 nm)/Au 的阈值电压为-0.9 V, “开/关”电流比为104, 表现出了良好的P型晶体管特性以及低电压调控性能. 在350-750 nm的不同波长单色光照射下, 器件的“明/暗”电流比和响应度随入射波长而变化; 在350 nm单色光照射下, 该光电探测器的“明/暗”电流比的最大值达到308, 其对应的响应度为219 mA·W-1, 大于标准硅基探测器在350 nm 单色光照射下的探测率. 这为制备低电压下工作的高灵敏度全有机光电探测器提供了一种可行的方法.

English Abstract

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