基于二萘并[2,3-b:2′,3′-f]噻吩并[3,2-b′]噻吩(DNTT)的有机薄膜晶体管中的光诱导效应

摘要： 我们研究了以蒸镀二萘并[2,3-b:2',3'-f]噻吩并[3,2-b']噻吩（DNTT）为活性半导体、旋涂聚苯乙烯为栅绝缘层的有机薄膜晶体管（OTFTs）的光响应特性。无论是在光照期间还是在长时间光照后黑暗环境中的后续测量中，转移特性曲线均向更正的栅极电压方向移动。最大光响应出现在460纳米波长处（接近DNTT的吸收峰值）。实测最大光电灵敏度和光电响应度分别约为10^4和1.6安培/瓦——后者是聚合物栅绝缘层上有机半导体器件报道的最高值，通过适当调整器件几何结构可提升至与有机半导体最高报道值（约10^5安培/瓦）相当的水平。当暴露于吸收光谱长波尾端的光照时也检测到较弱响应，在这些更长波长下，响应完全源自光生电子在深层界面陷阱中导致的平带电压偏移。但在460纳米处，开启电压的正向偏移量ΔVON远大于阈值电压偏移量ΔVT，这表明在栅极电压扫描起始阶段约有3.5×10^11个电子/平方厘米被界面捕获，但当器件开始导通时约60%的电子被沟道空穴中和。虽然由此产生的亚阈值斜率变化可解释为DNTT态密度（DoS）的改变，但该假设被排除。光照条件下的栅偏压应力测试显示：正向偏压会增强界面电子捕获效应，而负向偏压因同时捕获积累沟道中的空穴会减弱该效应。