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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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F4-TCNQ在无机基底和纳米结构上的生长机制
摘要： 有机半导体四氟四氰基醌二甲烷（F4-TCNQ）是掺杂有机半导体、二维材料及无机化合物（如氧化锌）的理想候选材料，同时能有效增强有机电子器件接触界面的载流子注入能力。为评估其作为功能化材料或器件中电活性组分的适用性，我们系统研究了F4-TCNQ在不同无机基底上超过首层单分子膜后的生长模式——这些基底具有广泛的物理、化学及形貌表面特性差异。所用材料包括硅、碳化硅、硅基石墨烯、蓝宝石、纳米晶金刚石，以及氮化镓（GaN）薄膜和纳米线阵列。虽然表面终止状态会影响所有被研究基底上形成的F4-TCNQ岛状结构的形貌，但未观察到生长模式与基底掺杂类型及浓度存在显著关联。研究发现GaN纳米线会作为F4-TCNQ岛的成核位点，并被数层F4-TCNQ覆盖形成闭合同轴壳层。结论表明：F4-TCNQ通过包含不同尺寸/形状单分子膜与岛状结构的Stranski-Krastanov生长模式成核。本研究成果为将F4-TCNQ作为纳米线应用的功能化材料提供了基础生长依据。
关键词： 氮化镓纳米线、表面功能化、生长模式、有机半导体、有机电子学、表面掺杂、F4-TCNQ
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于有机光电晶体管宽带光响应和高效电荷传输的非对称小分子
摘要： 有机光敏剂作为能有效促进强吸收且具有高场效应迁移率的感光元件，在有机光电晶体管(OPTs)中已被深入研究。本研究合成了一种新型有机光敏剂，展现出兼具宽带光电响应与增强电学性能的特性。我们设计了一种具有扭曲共轭体系的不对称小分子——可溶性给体(Dsol)-受体(A)-染料给体(Ddye)型结构，可实现250纳米至700纳米的宽波段检测。该分子具有高溶解度，能促进在绝缘聚合物基质中形成均匀分散的纳米颗粒，并通过简单溶液工艺沉积于OPT半导体表层。这种有机光敏剂实现的宽带光电探测，使有机半导体的迁移率提升近一个数量级，同时保持高达~10^5的开关电流比。此外，基于其独特分子构型产生的本征电子受主特性，该光敏剂增强了OPT沟道中的p型电荷传输行为。这些结构特性有助于开发具有新型光电特性和功能的宽带光电传感系统。
关键词： 光敏剂、表面掺杂、宽带探测、光电晶体管、电荷陷阱
更新于2025-09-23 15:19:57
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采用简单浸泡技术用In3+对TiO2光阳极进行表面改性以提高染料敏化太阳能电池的效率
摘要： 采用简单的表面掺杂技术制备了用于染料敏化太阳能电池的铟掺杂TiO2光阳极：将TiO2薄膜在70℃的酸性In3+溶液中分别浸泡30、45和60分钟，随后在450℃下烧结。通过SEM、TEM、EDX、XRD和拉曼光谱对铟掺杂TiO2薄膜的结构表征显示，铟已成功附着于TiO2表面，且掺杂量与浸泡时间成正比。浸泡30分钟制备的铟掺杂TiO2器件光电转换效率较未掺杂电池提升18.0%。开路条件下的电荷提取分析表明，铟表面掺杂使TiO2能带边缘下移。但开路电压的提升源于导带负向移动与铟掺杂导致的TiO2表面钝化抑制复合效应的共同作用。
关键词： 复合反应，表面掺杂，光电压衰减，X射线光谱学
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过表面掺杂构建界面偶极子及其在聚合物太阳能电池开路电压中的作用
摘要： 通过四氟四氰基醌二甲烷（F4TCNQ）对聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT）进行表面掺杂，实现了一种偶极界面。PEDOT是通过在氧化铟锡（ITO）电极上电化学聚合3,4-乙烯二氧噻吩（EDOT）原位合成的，随后将F4TCNQ旋涂在PEDOT层上方。由于F4TCNQ的最低未占分子轨道（LUMO）低于PEDOT的最高已占分子轨道（HOMO），电子会自发地从PEDOT转移到F4TCNQ，从而形成PEDOT阳离子和F4TCNQ阴离子的双层结构。因此，在表面掺杂体系中形成了永久性的界面偶极。这种表面掺杂不仅提高了PEDOT的电导率，还增加了电极的表面功函数。该偶极薄膜被用作聚合物太阳能电池（PSCs）的阳极界面，结果表明，这种界面偶极对PSCs的开路电压（Voc）起着非常重要的作用。
关键词： 界面、偶极子、表面掺杂、电荷转移、太阳能电池
更新于2025-09-19 17:13:59