八噻吩或石墨烯摻雜的有機薄膜晶體管氣體傳感器研究.pdf

1、本文選用底柵底接觸結(jié)構(gòu)的有機薄膜晶體管（Organic Thin film transistor， OTFT）作為氣體傳感器，首次使用p型半導(dǎo)體材料α-8T作為氣敏材料，將α-8T和RGO對P3HT材料進行摻雜制備了不同的敏感薄膜，對OTFT氣體傳感器的電學(xué)特性和敏感特性及氣敏機理進行了系統(tǒng)分析。論文主要研究內(nèi)容如下：
　　1、制備并研究了不同質(zhì)量比、不同膜厚的P3HT-α-8T復(fù)合薄膜及基于P3HT和α-8T的不同薄膜結(jié)構(gòu)對有機

2、薄膜晶體管氣體傳感器性能的影響。對比4種薄膜結(jié)構(gòu)的OTFT，發(fā)現(xiàn)復(fù)合薄膜OTFT具有最優(yōu)的電學(xué)性能和氣敏性能。結(jié)果表明：隨著α-8T摻雜量的增加，P3HT-α-8T復(fù)合薄膜OTFT的閾值電壓會正向移動，源漏電流和載流子遷移率也在變大；并且隨著薄膜厚度的增加，也產(chǎn)生了相同的變化。還對上述 OTFT氣體傳感器進行 NH3的氣敏性能研究，結(jié)果表明：P3HT-α-8T-TFT比 P3HT-TFT更為穩(wěn)定，并且響應(yīng)速度/恢復(fù)速度更快，其中質(zhì)量比為

3、2:1，氣噴量為1ml的P3HT-α-8T-TFT對NH3的響應(yīng)最大，并且靈敏度也是最高的，而且此器件的重復(fù)性能達(dá)到95.8％。此外，還對低濃度 NH3進行了氣敏測試，P3HT-α-8T-TFT對5 ppm的NH3的響應(yīng)達(dá)到了9%。對薄膜進行了表征，更深層的分析了復(fù)合薄膜提高載流子遷移率的原因以及氣敏機理。
　　2、采用P3HT、RGO制備了P3HT-TFT和分別稀釋50倍和30倍的RGO-P3HT復(fù)合薄膜OTFT氣體傳感器，發(fā)現(xiàn)

4、摻雜RGO后，復(fù)合薄膜源漏電流比P3HT-TFT大，閾值電壓正向移動，并且隨著P3HT-RGO復(fù)合薄膜中RGO濃度的增加，閾值電壓正向移動更加強烈，OTFT的源漏電流和載流子遷移率逐漸增大。對上述OTFT氣體傳感器進行NH3（20~100 ppm）的氣敏性能研究和對低濃度（0~25 ppm）NH3進行了探測，結(jié)果表明：摻雜石墨烯后敏感薄膜對NH3的響應(yīng)和靈敏度都增加了，且低濃度（0~15ppm）的NH3有較好的恢復(fù)性能。
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