研究目的
通过静电喷雾沉积法制备基于TIPS并五苯与聚苯乙烯共混薄膜的有机场效应晶体管(OFETs),并对其进行表征,重点研究锐利相分离界面的形成及其对器件性能和稳定性的影响。
研究成果
通过电喷雾沉积法制备的TIPS并五苯/聚苯乙烯共混薄膜无需额外处理即表现出清晰的垂直相分离,从而制得具有高迁移率(0.43 cm2/V·s)和操作稳定性的有机场效应晶体管。这证明采用简便的一步法可实现高性能有机场效应晶体管的高速生产。
研究不足
研究指出,相分离现象可能受分子量和溶解度参数影响,需采用不同溶剂和分子量开展进一步研究。聚苯乙烯薄膜呈现厚度分布不均的情况,表明其均匀性可能存在问题。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用静电喷雾沉积法(ESD)制备共混薄膜,该方法能高效选择性成膜且无需后干燥处理。其原理是通过电喷雾溶液生成单分散液滴。
2:样品选择与数据来源:
使用300纳米厚SiO2的重掺杂n型硅作为底栅电极。配制了含0.1 wt% TIPS并五苯和0.3 wt%聚苯乙烯(PS)的混合溶液,溶剂为1,2-二氯苯与丙酮的混合体系。
3:1 wt% TIPS并五苯和3 wt%聚苯乙烯(PS)的混合溶液,溶剂为1,2-二氯苯与丙酮的混合体系。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括配备注射泵、喷嘴和高压电源的ESD系统;偏光显微镜(尼康Eclipse E600);场发射扫描电镜(日立S-5200);Keithley 2612B源测量单元。材料包含TIPS并五苯、聚合度1600-1800的聚苯乙烯、溶剂(1,2-二氯苯、丙酮)及金电极材料。
4:实验流程与操作规范:
基底经清洁和紫外臭氧处理。共混溶液以0.8-1.2 ml/min进料速率、250微米喷嘴内径、5厘米距离、8千伏电压、50°C基底温度进行电喷雾沉积(2分钟),随后热蒸发金电极。电学特性在常压空气中测试。
5:8-2 ml/min进料速率、250微米喷嘴内径、5厘米距离、8千伏电压、50°C基底温度进行电喷雾沉积(2分钟),随后热蒸发金电极。电学特性在常压空气中测试。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过偏光显微镜和场发射电镜分析形貌,基于漏极电流-电压测量评估电性能,迁移率由转移特性曲线计算得出。
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Field-Effect Scanning Electron Microscope
S-5200
Hitachi
Characterization of cross-sectional morphology of blend films
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Source-Measure Unit
2612B
Keithley
Measurement of electrical characteristics of OFETs
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Polarized Optical Microscope
Eclipse E600
Nikon
Observation of surface morphology and crystalline domains in blend films
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Syringe Pump
Control of solution feed rate during electrospraying
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