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基于混合双层栅极介电材料的有机薄膜晶体管
摘要： 有机薄膜晶体管（OTFTs）是柔性、低成本电子系统的关键构建?？椤Ｋ俏杌缱悠骷峁┝司哂谐杀居肴崛托杂攀频目尚刑娲桨?。然而高工作电压、低开关速度、高漏电流及可靠性等问题仍待突破。OTFT整体性能取决于有机半导体与栅极介电层的界面特性。本文综述了OTFT介电层材料的选择现状与发展趋势：首先简要分析OTFT性能参数与介电层的关联性，随后系统介绍高k无机材料、有机材料、表面涂层无机物及纳米复合材料等各类介电材料，并详细探讨其优缺点。最新研究进展聚焦自组装单分子层（SAMs）、混合双层结构及纳米复合材料——基于SAM的OTFT虽具多重优势但阈值电压偏移问题突出；纳米复合材料作为新兴介电材料兼具溶液加工特性与高介电常数优势但存在表面粗糙缺陷；而以无机介电层为基底、覆盖薄聚合物层的混合双层结构在改善表面特性方面表现卓越。因此我们认为，混合双层栅极介电材料将在提升OTFT性能方面发挥关键作用。
关键词： 低k有机材料，高k无机材料，有机薄膜晶体管，自组装单分子层，栅极介电层，混合双层结构
更新于2025-09-23 15:23:52
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采用交联聚(4-乙烯基苯酚)/聚乙烯醇双层介电质的溶液法有机场效应晶体管
摘要： 单层栅介质无法同时满足制备低工作电压、高性能有机场效应晶体管（OFETs）所需的高介电常数（k）和低表面极性要求。本研究设计了一种双层栅介质结构：与有源层接触的低介电常数交联聚（4-乙烯基苯酚）（CL-PVP）提供低极性表面，底层高介电常数聚乙烯醇（PVA）层确保高电容特性。结果表明，该CL-PVP/PVA双层结构不仅具有平滑均匀的表面、低极性、低表面能及良好的耐溶剂性以促进载流子高效传输，还兼具较高电容值和低漏电流特性，可实现低阈值电压与工作电压。采用该双层介质制备的常规半导体聚合物聚（3-己基噻吩）（P3HT）基OFET器件展现出优异综合性能，迁移率达0.1 cm2V?1s?1。P3HT薄膜与CL-PVP/PVA双层界面处陷阱态密度最大值估算为7.10×1012 cm?2 eV?1，进一步证实该双层介质为P3HT提供了高质量界面。因此，CL-PVP/PVA双层结构有望通过溶液加工技术成为制备高性能有机乃至有机-无机杂化钙钛矿晶体管的理想栅介质方案。
关键词： P3HT有机场效应晶体管，栅极介电层，低k值CL-PVP/高k值PVA双层结构，介电与表面特性
更新于2025-09-23 06:37:15