研究目的
开发基于明胶栅极绝缘层的高性能、可生物降解的纸质衬底有机薄膜晶体管（OTFTs），用于制造低成本且环保的电子设备。
研究成果
堆叠的G/FeG栅介质通过改善界面质量、减少载流子散射和降低漏电流，显著提升了纸基OTFT的性能。该方法实现了高迁移率（超过8 cm2/Vs）、低阈值电压（-1.4 V）和良好的稳定性，适用于可生物降解、低成本的电子应用。未来工作可着重进一步优化材料兼容性和环境稳定性。
研究不足
在环境条件下（40-50%湿度，25°C），由于并五苯层会吸附水分，这些设备可能会随时间推移而性能下降。仅使用FeG的表面粗糙度过高，不利于并五苯的最佳生长，因此需要采用堆叠结构。与其它材料相比，使用纸质基底可能会限制机械耐久性。
1：实验设计与方法选择：
研究在纸基衬底上设计了具有堆叠明胶（G）和含铁明胶（FeG）栅极绝缘层的有机薄膜晶体管（OTFT），以改善界面质量并降低漏电流。方法包括旋涂、热蒸发和射频磁控溅射。
2：样本选择与数据来源：
使用未经表面处理的布里斯托纸衬底（厚度2.5毫米）。材料包括用于栅电极的铝（Al）、作为半导体层的并五苯以及用于源/漏电极的金（Au）。
3：5毫米）。材料包括用于栅电极的铝（Al）、作为半导体层的并五苯以及用于源/漏电极的金（Au）。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括用于电极沉积的射频磁控溅射系统、用于绝缘层涂覆的旋涂机、用于并五苯沉积的热蒸发器以及用于电学表征的B1500半导体参数分析仪。材料包括九水合硝酸铁（Fe[NO3]3?9H2O）、明胶粉末、去离子水和遮蔽掩模。
4：实验步骤与操作流程：
首先通过射频溅射沉积Al栅电极。将Fe[NO3]3?9H2O和G溶解于去离子水中制备FeG溶液，旋涂于衬底并在80°C下烘烤15分钟。使用三种绝缘层类型（G、FeG、G/FeG）。通过热蒸发沉积并五苯，并通过遮蔽掩模溅射Au电极。沟道尺寸为长度150微米、宽度1500微米。
5：数据分析方法：
使用B1500分析仪分析电学特性。通过透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）观察表面形貌，并测量接触角以采用Owens-Wendt方法计算表面能。
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B1500 semiconductor parameter analyzer
B1500
Agilent
Used for analyzing the electrical properties of the transistors.
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RF magnetron sputtering system
Used for depositing aluminum and gold electrodes in the fabrication process.
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Transmission electron microscope
Used for cross-sectional imaging of the device structure.
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Atomic force microscope
Used for measuring surface morphology and roughness of thin films.
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Spin coater
Used for applying the FeG and G solutions onto the substrates.
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Thermal evaporator
Used for depositing the pentacene thin film.
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