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oe1(光电查) - 科学论文

48 条数据
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  • 利用光致变色单分子层动态调控氧化铟锡电极的电子与静电特性：迈向光开关光电器件

    摘要： 利用有机材料对电极进行化学修饰是调节光电器件层间电子和静电环境的常用方法，从而促进电极/半导体界面的电荷注入并提升器件性能。采用光致变色分子进行表面修饰可实现电极电子与静电特性的动态调控，进而赋予此类器件附加功能。本研究展示通过沉积自组装单分子层（SAMs）形式的有机光致变色开关（二芳烯），可逆且动态地调控透明氧化铟锡（ITO）电极的电子特性。结合多种表面表征手段与密度泛函理论计算，我们系统揭示了SAM在ITO表面的结合方式、分子堆积密度、取向排列，以及SAM沉积导致的ITO表面功函数改变。在紫外光与绿光照射下，观察到最高占据轨道能级发生0.7电子伏特的可逆偏移，同时伴随约60毫电子伏特的功函数可逆变化。结果表明：通过光致变色分子单分子层修饰，可实现外源光照刺激下电极电子特性的动态调控，该策略可用于制备基于ITO的光控型光电器件。

    关键词： 自组装单分子层、二芳基乙烯、氧化铟锡、光致变色开关、界面电子特性

    更新于2025-11-14 14:32:36

  • 热辅助光酸氧化法调控聚合物电介质表面化学以制备低功耗有机软电子器件

    摘要： 采用具有高介电常数（k）的合适绝缘聚合物材料用于低功耗柔性电子器件，被视为无机介电材料（其脆性大且加工温度高）的一种实用替代方案。然而典型高k聚合物绝缘体的极性表面存在问题，且因其柔软和化学脆弱的特性，在不造成损伤的情况下控制其表面性质是巨大挑战。本文提出一种热辅助光酸氧化法，可有效氧化高k橡胶态聚合物薄膜最外层表面而不引起性能退化。采用该方法制备的氧化表面含有大量羟基，能促进后续由有机硅烷构成的致密有序自组装单分子层（SAMs）生长，整个过程有效改性了聚合物电介质的表面特性。研究探究了聚合物表面氧化机制及后续SAM生长过程，经表面修饰的橡胶态电介质在有机晶体管中展现出优异的电学特性。结果表明该方法可用于实现基于高k聚合物电介质的实用化柔性有机电子器件。

    关键词： 自组装单分子层、有机半导体、聚合物栅极绝缘层、聚合物氧化、表面化学

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 通过氟代烷基硅烷表面掺杂调控有机场效应晶体管的阈值电压

    摘要： 掺杂是控制有机场效应晶体管中多数载流子密度及器件阈值电压的有效手段。本研究展示了一种表面掺杂方法，将掺杂剂沉积在预制的多晶半导体层上。采用可溶液加工且比传统p型掺杂剂（如2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基喹啉二甲烷F4TCNQ）廉价得多的氟代烷基硅烷——十三氟-1,1,2,2-四氢辛基三氯硅烷（FTCS）作为掺杂剂。通过对比气相沉积与溶液沉积两种方式，发现二者均能提升电导率并使阈值电压向正方向偏移，证实了p型掺杂效应。通过调节FTCS的沉积时间（气相）或浓度（溶液）可控制阈值电压偏移幅度：短时沉积与低浓度条件下，关态电流保持稳定且迁移率仅轻微下降。在低掺杂浓度范围内，两种方法获得的晶体管特性相似，包括阈值电压与开启电压偏移量、迁移率、ION/IOFF比值及引入自由载流子数量等参数相近。相较于气相沉积，溶液法具有材料用量少、耗时短的显著优势，这对工业化应用至关重要。

    关键词： 自组装单分子层、氟化烷基硅烷、有机场效应晶体管、表面掺杂、p型掺杂

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 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?？?。它们为硅基电子器件提供了具有成本与柔韧性优势的可行替代方案。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

  • 通过基于TPD的双齿自组装单分子层进行界面工程，提升倒置钙钛矿太阳能电池的性能

    摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSCs）作为一项极具前景的光伏技术近期崭露头角，在光伏产业和学术界均引发广泛关注。由于相比其他太阳能电池技术具有实现更高性能的巨大潜力，目前大量关于材料处理及器件制备工艺的研究正在开展。特别值得注意的是，当钙钛矿吸光层沉积于空穴传输层与电子传输层之间时，界面工程成为获得高效能太阳能电池的关键问题。在倒置型结构中，PEDOT:PSS既用作空穴传输层又作为表面修饰剂，但该材料因其酸性本质存在不稳定性。因此，自组装单分子层（SAMs）不仅被视为理想替代方案，其应用更被公认为修饰电极表面的高效经济方法——它能提供坚固稳定的表面覆盖层。本研究采用两种新型N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基联苯胺（TPD）基SAM分子对倒置型PSCs中的氧化铟锡（ITO）表面进行定制化处理。通过精细调控间隔基团，我们得以研究器件性能随分子结构的变化规律。该研究为阳极界面工程提供了有前景的材料，并为制备基于有机半导体的SAMs以实现高性能PSCs开辟了可行途径。

    关键词： 界面，氧化铟锡，四（二甲氨基）对苯二亚甲基，双齿配体，自组装单分子层，钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 自组装芳香族有机半导体分子改善界面效应对OLED性能的影响

    摘要： 本研究聚焦于通过自组装单分子层（SAM）技术对有机发光二极管（OLED）器件增强界面的性能表征。SAM技术常用于解决OLED中有机/无机界面结合力弱的问题。新一代SAM分子——苯基苯甲酸（PBA）、4-(9H-咔唑-9-基)苯甲酸（MZ39）和4-(2,5-二噻吩基-1H-吡咯-1-基)苯甲酸（MZ25）被涂覆于氧化铟锡（ITO）之间。制备了ITO/SAM/TPD/Al和ITO/TPD/Al两种空穴器件构型，通过空间电荷限制电流（SCLC）技术计算SAM层对空穴迁移率的贡献。对ITO/TPD/Alq3/Al和ITO/SAM/TPD/Alq3/Al构型的OLED器件进行光学表征，以观察芳香族SAM分子对亮度和量子效率的影响。特别地，SAM修饰的OLED器件最高亮度达397 cd m?2。所有含SAM层的器件性能均优于参照器件。

    关键词： 氧化铟锡（ITO）、量子效率、有机发光二极管（OLED）、亮度、空间电荷限制电流（SCLC）、自组装单分子层（SAM）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 低温下在功能化自组装单分子层上进行铂化学气相沉积

    摘要： 采用(COD)PtMe2–xClx（x=0、1、2）在功能化自组装单分子层（SAMs，作为有机基底模型）上研究了铂化学气相沉积的反应路径。残留气体分析表明：(COD)PtMe2和(COD)PtMeCl的沉积初始步骤与甲基自由基的流失一致，而(COD)PtCl2则是以氯自由基的流失为起始步骤。通过X射线光电子能谱和飞行时间二次离子质谱进一步证实，该沉积过程会导致SAM层发生化学损伤且铂沉积量极少?；诖朔⑾?，实验证明可通过自由基捕获剂调控铂CVD速率——在常用烷基自由基捕获剂1,4-环己二烯存在时，铂沉积量提升5至10倍，从而实现了室温条件下有效的铂化学气相沉积工艺。

    关键词： 飞行时间二次离子质谱、X射线光电子能谱、铂化学气相沉积、化学气相沉积、自组装单分子层、自由基捕获剂

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 氯化胆碱修饰的SnO2在MAPbI3钙钛矿太阳能电池中实现高输出电压

    摘要： 氯化胆碱作为光合作用促进剂对提高植物产量具有重要意义，我们发现其在钙钛矿太阳能电池（PSCs）中具有类似效果。本研究创新性地采用分子自组装方法，在SnO2表面制备氯化胆碱单分子层——该单分子层作为钝化层可减少表面氧空位并提升CH3NH3PbI3（MAPbI3）PSCs性能?；诼然钚奘蜸nO2电子传输层（Chol-SnO2 ETL）的MAPbI3 PSC在标准太阳光照射下实现18.90%的最佳光电转换效率（PCE），较未修饰器件提升10%~25%，且通过消除钙钛矿与ETL界面电荷积累显著降低迟滞效应。更重要的是，Chol-SnO2 ETL基MAPbI3 PSC的开路电压（VOC）达1.145 V，高于对照器件（1.071 V）。该研究为提升PSC性能提供了简便有效的方法，对能源可持续发展具有重要长期意义。

    关键词： 自组装单分子层、氯化胆碱、二氧化锡、电子传输层、钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 砷化镓波导作为直接中红外振动光谱的平台

    摘要： 近年来，中红外（MIR）光谱技术已发展成为适用于多种分析检测任务的通用而强大的传感工具。衰减全反射（ATR）技术因其近乎实时开展无损检测的潜力而日益受到关注。在ATR技术中，采样界面（即连接样品与倏逝场的ATR波导及其材料特性）是核心组件，能确保高效的光子-分子相互作用。砷化镓（GaAs）是相较于常用ATR波导材料（包括但不限于硅、硒化锌和金刚石）的通用替代材料?；谏榛氐哪诓糠瓷湓↖REs）是新一代半导体基波导，本文首次将其与传统傅里叶变换红外（FT-IR）光谱技术结合应用于直接光谱分析。除对ATR波导进行表征外，我们还监测了典型表面反应，并通过利用表面增强红外吸收（SEIRA）效应实现信号放大来演示痕量分析物的检测。以食品和饲料安全分析中的模型分析物——真菌毒素黄曲霉毒素B1（AFB1）为例，展示了该技术的实际应用价值。

    关键词： 中红外化学/生物传感器、表面修饰、砷化镓、自组装单分子层、消逝场吸收、表面增强红外吸收

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 压电薄膜的喷墨打印直接图案化

    摘要： 喷墨打印目前正作为一种低成本、环保的电子器件增材制造技术受到关注。通过喷墨打印在高表面能基底上实现功能金属氧化物薄膜的图案化仍具挑战性，通常需要光刻工艺辅助。本研究揭示了一种无需光刻与蚀刻的新型工艺——利用喷墨打印的烷硫醇基模板，在原始铂化硅基底上直接图案化锆钛酸铅（PZT）薄膜。该技术无需在PZT打印前后分别进行光刻和蚀刻处理，可实现亚100微米级特征尺寸并精确控制最终薄膜厚度。喷墨打印的PZT展现出溶液法薄膜典型的铁电与压电特性：剩余极化强度13 μC/cm2，矫顽场58 kV/cm，介电常数900，介电损耗0.07，有效纵向压电系数50 pm/V。

    关键词： 压电材料、锆钛酸铅、喷墨打印、图案化、自组装单分子层

    更新于2025-09-23 15:21:01