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。