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采用低温溶液法加工聚酰亚胺栅介质的柔性稳定有机场效应晶体管
摘要： 聚酰亚胺（PI）因其卓越的热稳定性、耐化学性和机械柔韧性而被广泛用作栅极绝缘层。然而，PI栅极绝缘层的高加工温度和高表面能阻碍了低成本制造柔性可靠电子器件的实现。本研究成功展示了一种采用全亚胺化可溶性PI栅极绝缘层的低温溶液法有机场效应晶体管（OFET）。通过研究退火温度对介电性能和电学特性的影响，证实了可溶性PI栅极绝缘层的低温加工可行性。将6,13-双(三异丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯与聚苯乙烯共混后，在保持高器件性能的同时显著提升了OFET的可靠性。由此制备的OFET展现出优异的柔韧性，可与超薄聚对二甲苯衬底集成而不影响器件性能。该工作为开发低成本制造的柔性可靠电子器件提供了实现路径。
关键词： 有机场效应晶体管、溶液加工、聚酰亚胺、低温、操作稳定性
更新于2025-11-14 15:19:41
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一种含二氮杂并环戊烯单元的新型A-D-A'-D-A共轭分子用于n型有机半导体
摘要： 具有低位LUMO能级的共轭分子对开发空气稳定的n型有机半导体至关重要。本文报道了一种新型A-D-A'-D-A共轭分子(DAPDCV)，其包含二氮杂并环戊二烯(DAP)和二氰乙烯基作为电子受体单元。理论和电化学研究表明，在共轭分子中引入DAP单元能有效降低LUMO能级。因此，DAPDCV薄膜在氮气氛围下热退火后表现出n型半导体行为，电子迁移率高达0.16 cm2·V?1·s?1。此外，该薄膜在空气中也能保持稳定的n型传输特性，迁移率达到0.078 cm2·V?1·s?1。
关键词： 有机场效应晶体管、二氰乙烯基团、n型半导体、二氮杂并环烯
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于二噻吩并苯并噻二唑的给体-受体聚合物：用于有机场效应晶体管的合成与表征
摘要： 具有共面构象主链的共轭聚合物能在固态薄膜中形成更紧密的π-π堆叠自组装结构，从而在有机场效应晶体管(OFETs)中产生高载流子迁移率。本研究通过Stille共聚反应合成了一种新型给体-受体(D-A)共聚物(PDTFBT-TVT)，其包含(E)-2-(2-(噻吩-2-基)乙烯基)噻吩和二噻吩并苯并噻二唑共轭单元。研究发现PDTFBT-TVT具有优异的平面主链结构，光学带隙为1.89 eV。旋涂制备的薄膜中聚合物链相对于经聚合物处理的SiO2介电层主要呈现侧向取向排列，在OFET中实现了0.06 cm2 V-1 s-1的空穴迁移率(μh)。热退火处理增强了旋涂薄膜中PDTFBT-TVT链的π共轭有序性和取向性，基于退火薄膜的OFET器件表现出μh显著提升至0.22 cm2 V-1 s-1，并具有>106的高开关电流比。
关键词： 有机场效应晶体管，给体-受体共聚物，二噻吩并苯并噻二唑
更新于2025-09-23 15:23:52
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氮嵌入小分子半导体材料：氯原子对其电化学、自组装及载流子传输性能的影响
摘要： 我们报道了三种新型含氮小分子4a、4b和4c，它们分别由苯并[1,2-b:4,5-b']二呋喃-2,6(3H,7H)-二酮与1-(2-乙基己基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-2,3-二酮、6-氯-1-(2-乙基己基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-2,3-二酮或4,6-二氯-1-(2-乙基己基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-2,3-二酮通过缩合反应合成。通过一系列实验和理论方法研究了它们的光学、电化学性质、自组装行为和载流子传输性能，并详细讨论了氯原子的影响。这些分子材料的最高占据分子轨道和最低未占据分子轨道能级分别位于-5.92～-6.02 eV和-4.25～-4.37 eV?；?a、4b和4c的底栅/底接触场效应晶体管表现出n沟道传输特性，其中最高电子迁移率达到7.57×10?3 cm2 V?1 s?1。薄膜微观结构研究表明，4a和4c在OTS处理的SiO?基底上呈现随机取向的层状分子堆积，而4b则形成高度结晶的边缘取向层状堆积，尽管其薄膜中存在较大晶界。
关键词： 异靛蓝衍生物、氯原子、小分子半导体、电子迁移率、有机场效应晶体管
更新于2025-09-23 15:23:52
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一种具有高迁移率的新型非对称蒽衍生物
摘要： 设计并合成了一种非对称蒽衍生物（4-HDPA）。通过优化合适的制备工艺条件，基于4-HDPA的顶接触薄膜器件表现出高达3.59 cm2 V?1 s?1的迁移率，而其单晶器件则展现出高达5.12 cm2 V?1 s?1的迁移率，该数值在单晶和薄膜器件中均高于4-HDPA的对称类似物。
关键词： 有机场效应晶体管（OFET）、迁移率、不对称性、蒽衍生物
更新于2025-09-23 15:23:52
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侧基对有机薄膜晶体管迁移率的影响及其与分子重组能的关联
摘要： 研究了有机光伏中常见给体共聚物——聚({4,8-双[(2-乙基己基)氧基]苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩-2,6-二基}{3-氟-2-[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基})(PTB7)和聚([2,6′-4,8-二(5-乙基己基噻吩基)苯并[1,2-b;3,3-b]二噻吩]{3-氟-2-[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基})(PTB7-Th)的电荷传输特性，这两种聚合物仅侧链基团存在分子结构差异。本研究首次报道了PTB7-Th的场效应晶体管迁移率(μFET)为0.14 cm2 V?1 s?1，同时测得PTB7的最高μFET为0.01 cm2 V?1 s?1，发现PTB7-Th的μFET比PTB7高出近一个数量级。通过第一性原理计算空穴重组能(λh)来理解分子结构对电荷传输的影响，结果显示PTB7-Th的λh(≈150 meV)低于PTB7(≈346 meV)。进一步利用Marcus理论基于这些体系的λh计算得出：跃迁速率与电荷转移积分平方的比值表明PTB7-Th在二聚体或同质结界面具有更高的空穴转移速率。体异质结有机太阳能电池实验测定的λ值(λPTB7-Th≈200 meV，λPTB7≈310 meV)呈现相似趋势，由此估算的有效空穴迁移率与这些λ值高度吻合。该研究通过重组能揭示了在不改变主链结构的情况下，仅通过侧链基团调控电荷传输特性的机理。
关键词： 有机场效应晶体管、迁移率、重排能、侧基
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于环戊二噻吩-苯并噻二唑给体-受体共聚物的有机晶体管用于多种结构异构体的检测与区分
摘要： 区分结构异构体是生物技术、化学工业和环境监测中一项关键且具有挑战性的任务。现有方法在选择性和简便性方面存在局限。本文提出一种以环戊二噻吩-苯并噻二唑（CDT-BTZ）共聚物为半导体的高灵敏度有机场效应晶体管（OFET），可轻松选择性检测不同类别的结构异构体以及各类别内的不同异构体。仅利用从OFET特征转移曲线获取的单一传感参数，即可在多种浓度范围内实现高精度区分。作为对照，研究考察了其他基于均聚物和给体-受体共聚物的OFET传感器，但其传感性能均不及基于CDT-BTZ的OFET。通过探究异构体吸收与溶胀、超分子有序度及活性层能级之间的关联，揭示了每种异构体对半导体聚合物能带的独特影响。
关键词： 异构体、给体-受体共聚物、气体传感器、有机场效应晶体管、二甲苯
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过使用多层结构提高光敏有机场效应晶体管的性能
摘要： 本研究提出了一种多层结构的光响应有机场效应晶体管（Photo-OFET）新方案。采用全同立构聚(3-己基噻吩-2,5-二基)（P3HT）和酞菁铜（CuPc）两种不同光活性吸收层构建同一器件结构，以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为介电层，所有器件均采用顶栅底接触构型。为探究各功能层位置对Photo-OFET性能的影响，制备并分析了五种不同结构的器件。通过原子力显微镜（AFM）研究了活性层的表面特性，并讨论了表面粗糙度对器件性能的影响。P3HT/CuPc/P3HT多层结构展现出最佳性能（光响应度达45 mA/W，光敏度约2×103）。相比传统P3HT或CuPc单组分器件，该多层结构Photo-OFET具有更宽的吸收光谱范围和更优异的性能表现。所提出的多层结构可作为实现高性能Photo-OFET的模型参考。
关键词： 光响应有机场效应晶体管，有机场效应晶体管，多层结构，聚(3-己基噻吩)，光敏性，聚甲基丙烯酸甲酯
更新于2025-09-23 15:23:52
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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
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基于六方相钛酸钡纳米晶体非晶基体作为传感材料的有机场效应晶体管超快、柔性生理温度传感器。
摘要： 采用非晶基体中六方相钛酸钡纳米晶体（h-BTNC）作为双层介电体系之一的有机场效应晶体管（OFETs），已在10微米厚的高柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）衬底上制备完成。该器件电流与迁移率在弯曲半径达4毫米时仍保持稳定，适用于可穿戴电子皮肤应用。研究发现h-BTNC薄膜具有高度温度敏感性，基于该材料设计的OFETs在20°C至45°C连续温区表现出超精密（~4.3毫开尔文）、低功耗（1.2V工作电压下约1微瓦）、超快响应（~24毫秒）的温度传感特性。传感器在体温附近具有极高稳定性，且能在水下、不同pH值溶液及多种盐浓度等极端条件下正常工作。这些特性使该传感器极具独特性，特别适用于需要以超快速度检测该温区微小温度变化的各种医疗健康及其他应用场景。
关键词： 低功耗有机场效应晶体管、电子皮肤、温度传感器、有机场效应晶体管、柔性传感器、医疗保健传感器
更新于2025-09-23 15:23:52