研究目的
开发一种简单通用的方法,通过金属沉积过程中添加剂迁移形成的自生成中间层来调控顶接触式p型和n型有机场效应晶体管(OFETs)的接触电阻。
研究成果
自生成层间方法能有效调控埋藏金属-有机界面的有效功函数,降低有机场效应晶体管的接触电阻。该方法具有通用性、简便性且与顶接触架构兼容,为低成本、大面积有机电子应用提供了潜力。
研究不足
该方法可能取决于所使用的具体添加剂和聚合物;并非所有组合都适用。迁移效率可能受薄膜特性和加工条件的影响。该研究仅限于实验室规模的设备;向工业过程的扩展性需要进一步研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用自生成方法学,将层间分子作为添加剂混合于半导体聚合物薄膜中。在顶部金属电极沉积过程中,这些分子因与金属的相互作用迁移至聚合物/金属界面,形成连续层间结构。技术手段包括器件制备、XPS和STEM表征以及采用TLM分析的电学测量。
2:样品选择与数据来源:
使用p型DPP-T-TT和n型P(NDI2OD-T2)聚合物作为活性层。添加剂包含HEG-DT和4-FM。器件制备于带有SiO2介电层的硅晶圆上,顶部蒸镀Ag或Au电极。
3:实验设备与材料清单:
材料包括DPP-T-TT、P(NDI2OD-T2)、4-FM、HEG-DT、三氯十八烷基硅烷及1,2-二氯苯等溶剂。设备含旋涂仪、热蒸发仪、XPS系统(5600多技术系统)、STEM(FEI Titan Cubed Themis G2 300)、聚焦离子束显微镜(FEI Helios NanoLab DualBeam G3 UC)、紫外-可见分光光度计(Varian Cary 100)、X射线衍射仪(RIGAKU D/MAX-2500系列)及源表(Keithley 2612B)。
4:2)、4-FM、HEG-DT、三氯十八烷基硅烷及1,2-二氯苯等溶剂。设备含旋涂仪、热蒸发仪、XPS系统(5600多技术系统)、STEM(FEI Titan Cubed Themis G2 300)、聚焦离子束显微镜(FEI Helios NanoLab DualBeam G3 UC)、紫外-可见分光光度计(Varian Cary 100)、X射线衍射仪(RIGAKU D/MAX-2500系列)及源表(Keithley 2612B)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:基底经清洗和OTS处理后,旋涂含添加剂的聚合物溶液并干燥,通过掩模蒸镀顶部金属电极。器件在手套箱中进行电学表征。STEM截面样品采用FIB制备,XPS测量在超高真空下进行。
5:数据分析方法:
饱和迁移率采用标准OFET公式计算,接触电阻通过TLM提取。XPS数据用XPSPEAK软件分析,STEM-EDX用于元素分布成像。
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STEM
FEI Titan Cubed Themis G2 300
FEI
Used for high-resolution transmission electron microscopy and elemental mapping.
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Focused Ion Beam Microscope
FEI Helios NanoLab DualBeam G3 UC
FEI
Used for preparing cross-section specimens for TEM.
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X-ray Diffractometer
D/MAX-2500 series
RIGAKU
Used for grazing-incidence X-ray diffraction measurements.
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Source-meter
Keithley 2612B
Keithley
Used for device characterization and I-V measurements.
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XPS System
5600 Multi-Technique System
PHI
Used for X-ray photoelectron spectroscopy to analyze chemical composition of interfaces.
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UV-vis Spectrophotometer
Varian Cary 100 scan
Varian
Used for optical absorbance measurements.
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