聚合物場效應(yīng)晶體管及其傳感特性研究.pdf

1、聚合物半導(dǎo)體材料以其多樣的分子設(shè)計(jì)、輕質(zhì)、機(jī)械柔性、與柔性基底良好的相容性、可溶液加工性等特點(diǎn)，使得基于聚合物半導(dǎo)體的場效應(yīng)晶體管在電子皮膚、電子舌、電子鼻、光電晶體管等先進(jìn)電子領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本論文研究了聚異靛藍(lán)衍生物PBIBDF-BT場效應(yīng)晶體管的制備方法、電學(xué)性能與傳感特性等幾個方面，主要內(nèi)容與工作如下:
　　(1)制備了一種氧敏感性的PBIBDF-BT聚合物薄膜晶體管。溶液法制備的器件真空中的電子遷移率

2、最高可達(dá)1.80 cm2V-1s-1。器件表現(xiàn)出對不同氧環(huán)境變化的空穴和電子載流子雙傳輸響應(yīng)行為，P型溝道和N型溝道的遷移率、閾值電壓、開關(guān)比和亞閾值擺幅都隨著半導(dǎo)體層對氧的吸附、解吸附過程的變化而變化。實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步計(jì)算了陷阱密度的變化，分析了氧環(huán)境變化影響器件場效應(yīng)性能的內(nèi)在原因。此外，漏電流對不同氣氛環(huán)境中的依賴性，表明此雙極型半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管器件可應(yīng)用至氧傳感器中。
　　(2)溶液法制備多孔PBIBDF-BT薄膜及其在化學(xué)傳

3、感器中的應(yīng)用。將PBIBDF-BT聚合物半導(dǎo)體材料與高分子低聚物聚己二酸(1，4)丁二醇酯(PBA)按照一定比例共混后旋涂成膜，兩相之間會發(fā)生相分離，使用丙酮將PBA組分除去后，可獲得一種多孔結(jié)構(gòu)的PBIBDF-BT薄膜，且PBA組分的含量可以調(diào)控多孔膜的形貌?；诙嗫啄さ牡讝彭斀佑|的傳感器件表現(xiàn)出對NH3優(yōu)異的選擇性，且在10 ppm時(shí)靈敏度可高達(dá)800以上，響應(yīng)速度也在幾秒以內(nèi)。此外，器件的P型溝道和N型溝道的遷移率、閾值電壓、漏極

4、電流等參數(shù)都隨著NH3濃度的變化而相應(yīng)變化。
　　(3)制備了一種基于聚合物半導(dǎo)體PBIBDF-BT的光電晶體管。此器件展示出對入射光的空穴和電子載流子雙傳輸響應(yīng)，且具有小于14 ms的光轉(zhuǎn)換速度。P型溝道的光電流開關(guān)比和光響應(yīng)度的值最大分別可達(dá)4552和108.43 mAW-1，N型溝道兩種參數(shù)最大可達(dá)1044和38.72 mAW-1。PBIBDF-BT薄膜表現(xiàn)出對紅光更明顯的選擇性，且IDS隨著光強(qiáng)的增加而增加。此外，通過控制