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V2O5电极修饰对C60/Pentacene双层异质结场效应晶体管性能的影响

赵赓 程晓曼 田海军 杜博群 梁晓宇 吴峰

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V2O5电极修饰对C60/Pentacene双层异质结场效应晶体管性能的影响

赵赓, 程晓曼, 田海军, 杜博群, 梁晓宇, 吴峰

The influence of modified electrodes by V2O5 film on the performance of ambipolar organic field-effect transistors based on C60/Pentacene

Zhao Geng, Cheng Xiao-Man, Tian Hai-Jun, Du Bo-Qun, Liang Xiao-Yu, Wu Feng
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  • 制备了用过渡金属氧化物V2O5修饰Al源、 漏电极的C60/Pentacene双层异质结有机场效应管. 该构型器件与未修饰器件相比, 呈现出典型的双极型晶体管传输特性. 电子迁移率和空穴迁移率分别达到8.6× 10-2 cm2/V·s-1和6.4× 10-2 cm2/V·s-1, 阈值电压分别为25 V和-25 V. 器件性能改善的原因主要是由于插入V2O5修饰层后, 可以明显降低Al电极与Pentacene之间的接触势垒, 提高空穴的有效注入, 从而使电子和空穴的注入接近平衡. 研究表明, 采用V2O5修饰电极方法, 是制备低成本、 高性能的双极型有机场效应管并实现其商业应用的有效途径.
    C60/Pentacene-based ambipolar organic heterostructure field-effect transistors (AOFETs) with Al source-drain (S/D) electrodes modified by inserting a transition metal oxide (V2O5) layer are fabricated. Compared with the device without V2O5 modified layer, the modified device shows good ambipolar characteristics with a hole mobility of 8.6× 10-2 cm2/V·s-1 and an electron mobility of 6.4× 10-2 cm2/V·s-1, and threshold voltages of 25 and -25 V, respectively. These performance improvements are ascribed to the presence of V2O5 layer at the Pentacene/Al interface which significantly reduces the source/drain contact resistance, increases the holes injection and makes electronic and hole injection close to balance. This result indicates that modified electrodes by V2O5 film is an effective approach to fabricating low cost and high performance AOFETs for realizing commercial applications.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61076065)和天津市自然科学基金项目(批准号: 07JCYBJC12700)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61076065), the Natural Science Foundation of Tianjin, China (Grant No. 07JCYBJC12700).
    [1]

    Ohmori Y, Muro K, Onoda M, Yoshinoi K 1992 J. Appl. Phys. 72 207

    [2]

    Liu P, Wu Y L, Li Y N, Zhu S P 2006 J. Am. Chem. Soc. 128 4554

    [3]

    Hu Y C, Dong G F, Wang L D, Liang Y, Qiu Y 2004 Chin. Phys. Lett. 21 723

    [4]

    Di C A, Yu G, Liu Y Q, Guo Y L, Wang Y, Wu W P, Zhu D B 2008 Adv. Mater. 20 1286

    [5]

    Nie G Z, Peng J B, Zhou R L 2011 Acta Phys. Sin. 60 127304 (in Chinese) [ 聂国政, 彭俊彪, 周仁龙 2011 物理学报 60 127304]

    [6]

    Meijer E J, DeLeeuw D M, Setayesh S 2003 Nature Mater. 2 678

    [7]

    Tada K, Harada H, Yoshino K 1996 J. Appl. Phys. 35 L944

    [8]

    Lee S, Koo B, Shin J, Lee E, Park H, Kim H 2006 Appl. Phys. Lett. 88 162109

    [9]

    Zhang X H, Kippelen B 2008 Appl. Phys. Lett. 93 133305

    [10]

    Kuwahara E, Kubozono Y, Hosokawa T, Nagano T, Masunari K, Fujiwara A 2004 Appl. Phys. Lett. 85 4765

    [11]

    Hu Y, Tsubasa K, Hidenori O 2009 Appl. Phys. Lett. 94 023305

    [12]

    Li J, Zhang X W, Zhang L, Haq K, Jiang X Y, Zhu W Q, Zhang Z L 2009 Semicond. Sci. Technol. 24 115012

    [13]

    Liu X Q, Zhang T, Wang L J, Li M Y, Feng C G, Ma D G 2008 Chin. Phys. Lett. 25 758

    [14]

    Li S H, Xu Z, Ma L, Chu C W, Yang Y 2007 Appl. Phys. Lett. 91 083507

    [15]

    Chu C W, Li S H, Chen C W, Shrotriya V, Yang Y 2005 Appl. Phys. Lett. 87 193508

    [16]

    Generali G, Capelli R, Toffanin S, Facchetti A, Michele M 2010 Microelectronics Reliabilit. 50 1861

    [17]

    Ishii H, Sugiyama K, Ito E, Seki K 1999 Adv. Mater. 11 605

    [18]

    Zhao G, Cheng X M, Tian H J, Du B Q, Liang X Y 2011 Chin. Phys. Lett. 28 127203

    [19]

    Hong Z R, Huang Z H, Zeng X T 2006 Chem. Phys. Lett. 425 62

    [20]

    Yi M,Yu S, Feng C, Zhang T, Ma D, Meruvia M S, Hümmelgen I A 2007 Organic Electronics 8 311

    [21]

    Li S H, Xu Z, Yang G, Ma L, Yang Y 2008 Appl. Phys. Lett. 93 213301

    [22]

    Lin Y J, Li Y C, Wen T C, Huang L M, ChenY K, Yeh H J, Wang Y H 2008 Appl. Phys. Lett. 93 043305

  • [1]

    Ohmori Y, Muro K, Onoda M, Yoshinoi K 1992 J. Appl. Phys. 72 207

    [2]

    Liu P, Wu Y L, Li Y N, Zhu S P 2006 J. Am. Chem. Soc. 128 4554

    [3]

    Hu Y C, Dong G F, Wang L D, Liang Y, Qiu Y 2004 Chin. Phys. Lett. 21 723

    [4]

    Di C A, Yu G, Liu Y Q, Guo Y L, Wang Y, Wu W P, Zhu D B 2008 Adv. Mater. 20 1286

    [5]

    Nie G Z, Peng J B, Zhou R L 2011 Acta Phys. Sin. 60 127304 (in Chinese) [ 聂国政, 彭俊彪, 周仁龙 2011 物理学报 60 127304]

    [6]

    Meijer E J, DeLeeuw D M, Setayesh S 2003 Nature Mater. 2 678

    [7]

    Tada K, Harada H, Yoshino K 1996 J. Appl. Phys. 35 L944

    [8]

    Lee S, Koo B, Shin J, Lee E, Park H, Kim H 2006 Appl. Phys. Lett. 88 162109

    [9]

    Zhang X H, Kippelen B 2008 Appl. Phys. Lett. 93 133305

    [10]

    Kuwahara E, Kubozono Y, Hosokawa T, Nagano T, Masunari K, Fujiwara A 2004 Appl. Phys. Lett. 85 4765

    [11]

    Hu Y, Tsubasa K, Hidenori O 2009 Appl. Phys. Lett. 94 023305

    [12]

    Li J, Zhang X W, Zhang L, Haq K, Jiang X Y, Zhu W Q, Zhang Z L 2009 Semicond. Sci. Technol. 24 115012

    [13]

    Liu X Q, Zhang T, Wang L J, Li M Y, Feng C G, Ma D G 2008 Chin. Phys. Lett. 25 758

    [14]

    Li S H, Xu Z, Ma L, Chu C W, Yang Y 2007 Appl. Phys. Lett. 91 083507

    [15]

    Chu C W, Li S H, Chen C W, Shrotriya V, Yang Y 2005 Appl. Phys. Lett. 87 193508

    [16]

    Generali G, Capelli R, Toffanin S, Facchetti A, Michele M 2010 Microelectronics Reliabilit. 50 1861

    [17]

    Ishii H, Sugiyama K, Ito E, Seki K 1999 Adv. Mater. 11 605

    [18]

    Zhao G, Cheng X M, Tian H J, Du B Q, Liang X Y 2011 Chin. Phys. Lett. 28 127203

    [19]

    Hong Z R, Huang Z H, Zeng X T 2006 Chem. Phys. Lett. 425 62

    [20]

    Yi M,Yu S, Feng C, Zhang T, Ma D, Meruvia M S, Hümmelgen I A 2007 Organic Electronics 8 311

    [21]

    Li S H, Xu Z, Yang G, Ma L, Yang Y 2008 Appl. Phys. Lett. 93 213301

    [22]

    Lin Y J, Li Y C, Wen T C, Huang L M, ChenY K, Yeh H J, Wang Y H 2008 Appl. Phys. Lett. 93 043305

  • [1] 房晓南, 杜颜伶, 吴晨雨, 刘静. (SrVO3)5/(SrTiO3)1(111)异质结金属-绝缘体转变和磁性调控的第一性原理研究. 物理学报, 2022, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.71.20220627
    [2] 邓霖湄, 司君山, 吴绪才, 张卫兵. 过渡金属二硫化物/三卤化铬范德华异质结的能带反折叠研究. 物理学报, 2022, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.71.20220326
    [3] 赵生盛, 徐玉增, 陈俊帆, 张力, 侯国付, 张晓丹, 赵颖. 免掺杂、非对称异质接触晶体硅太阳电池的研究进展. 物理学报, 2019, 68(4): 048801. doi: 10.7498/aps.68.20181991
    [4] 左依凡, 李培丽, 栾开智, 王磊. 基于自准直效应的光子晶体异质结偏振分束器. 物理学报, 2018, 67(3): 034204. doi: 10.7498/aps.67.20171815
    [5] 陈新亮, 陈莉, 周忠信, 赵颖, 张晓丹. Cu2O/ZnO氧化物异质结太阳电池的研究进展. 物理学报, 2018, 67(11): 118401. doi: 10.7498/aps.67.20172037
    [6] 李丹, 梁君武, 刘华伟, 张学红, 万强, 张清林, 潘安练. CdS/CdS0.48Se0.52轴向异质结纳米线的非对称光波导及双波长激射. 物理学报, 2017, 66(6): 064204. doi: 10.7498/aps.66.064204
    [7] 韩典荣, 王璐, 罗成林, 朱兴凤, 戴亚飞. (n, n)-(2n, 0)碳纳米管异质结的扭转力学特性. 物理学报, 2015, 64(10): 106102. doi: 10.7498/aps.64.106102
    [8] 温家乐, 徐志成, 古宇, 郑冬琴, 钟伟荣. 异质结碳纳米管的热整流效率. 物理学报, 2015, 64(21): 216501. doi: 10.7498/aps.64.216501
    [9] 康海燕, 胡辉勇, 王斌, 宣荣喜, 宋建军, 赵晨栋, 许小仓. Si/Ge/Si异质横向SPiN二极管固态等离子体解析模型. 物理学报, 2015, 64(23): 238501. doi: 10.7498/aps.64.238501
    [10] 程立锋, 任承, 王萍, 冯帅. 基于异质结界面优化的光子晶体二极管单向传输特性研究. 物理学报, 2014, 63(15): 154213. doi: 10.7498/aps.63.154213
    [11] 薛源, 郜超军, 谷锦华, 冯亚阳, 杨仕娥, 卢景霄, 黄强, 冯志强. 薄膜硅/晶体硅异质结电池中本征硅薄膜钝化层的性质及光发射谱研究. 物理学报, 2013, 62(19): 197301. doi: 10.7498/aps.62.197301
    [12] 石巍巍, 李雯, 仪明东, 解令海, 韦玮, 黄维. 基于栅绝缘层表面修饰的有机场效应晶体管迁移率的研究进展 . 物理学报, 2012, 61(22): 228502. doi: 10.7498/aps.61.228502
    [13] 吴利华, 章晓中, 于奕, 万蔡华, 谭新玉. a-C: Fe/AlOx/Si基异质结的光伏效应. 物理学报, 2011, 60(3): 037807. doi: 10.7498/aps.60.037807
    [14] 聂国政, 彭俊彪, 周仁龙. CuI/Al双层电极的有机场效应晶体管. 物理学报, 2011, 60(12): 127304. doi: 10.7498/aps.60.127304
    [15] 李艳武, 刘彭义, 侯林涛, 吴冰. Rubrene作电子传输层的异质结有机太阳能电池. 物理学报, 2010, 59(2): 1248-1251. doi: 10.7498/aps.59.1248
    [16] 伍楷舜, 龙兴腾, 董建文, 陈弟虎, 汪河洲. 光子晶体异质结的位相和应用. 物理学报, 2008, 57(10): 6381-6385. doi: 10.7498/aps.57.6381
    [17] 孙 晖, 张琦锋, 吴锦雷. 基于氧化锌纳米线的紫外发光二极管. 物理学报, 2007, 56(6): 3479-3482. doi: 10.7498/aps.56.3479
    [18] 关春颖, 苑立波. 六角蜂窝结构光子晶体异质结带隙特性研究. 物理学报, 2006, 55(3): 1244-1247. doi: 10.7498/aps.55.1244
    [19] 刘江涛, 周云松, 王福合, 顾本源. 不同晶格光子晶体异质结的界面传导模. 物理学报, 2004, 53(6): 1845-1849. doi: 10.7498/aps.53.1845
    [20] 刘 红, 陈将伟. 纳米碳管异质结的结构及其电学性质. 物理学报, 2003, 52(3): 664-667. doi: 10.7498/aps.52.664
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-04-24
  • 修回日期:  2012-05-12
  • 刊出日期:  2012-11-05

V2O5电极修饰对C60/Pentacene双层异质结场效应晶体管性能的影响

  • 1. 天津理工大学理学院, 天津 300384;
  • 2. 天津理工大学材料物理研究所, 显示材料与光电器件教育部重点实验室, 天津市光电显示材料与器件重点实验室, 天津 300384
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61076065)和天津市自然科学基金项目(批准号: 07JCYBJC12700)资助的课题.

摘要: 制备了用过渡金属氧化物V2O5修饰Al源、 漏电极的C60/Pentacene双层异质结有机场效应管. 该构型器件与未修饰器件相比, 呈现出典型的双极型晶体管传输特性. 电子迁移率和空穴迁移率分别达到8.6× 10-2 cm2/V·s-1和6.4× 10-2 cm2/V·s-1, 阈值电压分别为25 V和-25 V. 器件性能改善的原因主要是由于插入V2O5修饰层后, 可以明显降低Al电极与Pentacene之间的接触势垒, 提高空穴的有效注入, 从而使电子和空穴的注入接近平衡. 研究表明, 采用V2O5修饰电极方法, 是制备低成本、 高性能的双极型有机场效应管并实现其商业应用的有效途径.

English Abstract

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