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【6h】

并五苯/Alq3垂直异质结的发光场效应晶体管的研究

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摘要

1 绪论

1.1 引言

1.2 有机发光场效应晶体管的研究进展

1.3 有机发光场效应晶体管存在的问题和发展方向

1.4 本论文的主要工作及创新

2 有机发光场效应晶体管的基础理论

2.1 有机发光场效应晶体管的基本结构

2.2 有机发光场效应晶体管的工作原理

2.3 有机发光场效应晶体管材料

2.3.1 有机半导体材料

2.3.2 绝缘层材料

2.3.3 电极材料

2.3.4 衬底材料

2.4 有机发光场效应晶体管的性能表征

3 并五苯场效应晶体管的研究

3.1 器件结构

3.2 器件制备

3.2.1 ITO基片的清洗

3.2.2 PMMA绝缘层的旋涂

3.2.3 并五苯半导体层的蒸镀

3.3 器件功能层的优化

3.3.1 PMMA绝缘层的优化

3.3.2 并五苯半导体层的优化

3.4 并五苯/Alq3的有机发光场效应晶体管的初步探索

3.4.1 器件结构

3.4.2 Alq3发光层的优化

3.4.3 NPB空穴传输层的引入

3.5 小结

4 并五苯/Alq3垂直异质结的有机发光场效应晶体管的研究

4.1 器件结构

4.2 器件制备

4.3 器件性能测试及结果分析

4.3.1 器件电学性能测试及结果分析

4.3.2 器件发光性能测试及结果分析

4.3.3 器件发光区域的研究

4.4 器件的工作原理

4.5 小结

5.结论

参考文献

作者简历

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摘要

有机发光场效应晶体管是一种新型的多功能光电子器件,集合了场效应晶体管的电流开关和调控功能以及有机发光二极管的电致发光特性。作为最简单的集成有机光电器件之一,有机发光场效应晶体管在有源矩阵全色电致发光显示器、光通信系统及有机电泵浦激光器等领域都有重要应用,而且还为有机半导体光电子特性的基础研究提供了一种新的方法。
  本文首先研究了基于并五苯的底栅极顶接触结构的场效应晶体管,分析了绝缘层PMMA、有机半导体层并五苯以及发光层Alq3对器件性能的影响,对各功能层的厚度进行了优化,绝缘层PMMA的最优厚度是420nm,有机层并五苯的最优厚度为50nm,发光层Alq3的最优厚度为30nm。制备了稳定、高载流子迁移率的并五苯/PMMA场效应晶体管,最优器件的空穴迁移率为1.25cm2/Vs。
  之后成功制备了基于并五苯/Alq3垂直异质结的顶接触发光场效应晶体管。使用并五苯作为场效应层,Alq3作为电子传输和发光层,聚甲基丙烯酸甲酯(P删h)旋涂在氧化铟锡(ITO)的玻璃衬底上作为栅极介电层。在漏电极之下的Alq3层大致占据并五苯表面的一半,并与其形成非对称异质结。空穴传输层NPB处于源极下,占据并五苯表面的另一半,以促进空穴输运。该器件具有典型的p型场效应特性。在大气环境下,在该器件中实现了可被栅压及源漏电压调控的电致发光。发光区域邻近漏电极。器件的空穴迁移率为0.83cm2/V.s,阈值电压为-16V。对其工作原理进行了详细的讨论。

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