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高性能低成本有机场效应晶体管制备取得重要进展 |
2009-05-05 |
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在国家自然科学基金委、科技部、中国科学院的大力支持下，化学所有机固体院重点实验室研究人员与中科院微电子所科技人员合作，在高性能、低成本有机场效应晶体管的研究方面取得新进展，有关研究成果申请了中国发明专利并发表在J.Am.Chem.Soc.(2006,Vol.128,No.51,p.16418－16419)上。
研究人员从低成本的铜和银的下电极结构出发，结合对二氧化硅衬底的表面修饰，通过简单的一步溶液法在电极上生成有机电荷转移复合物，从而提高了铜和银电极的表面功函数，改进了电极和有机半导体之间的接触，降低了接触电阻，改善了载流子的注入，从而实现了和金上电极结构器件相当的高性能。该方法具有普适性，可以适用于多种有机半导体材料。这一研究进展可以大大降低有机场效应晶体管的制备成本，为有机场效应晶体管的实用化奠定了良好的基础。
有机场效应晶体管按电极结构分为上电极结构和下电极结构器件。在上电极结构器件中，源漏电极与有机半导体材料之间具有良好的接触，从而使其具有较高的性能。下电极结构可以采用光刻技术，易实现大规模工业化生产，降低产品的成本。然而下电极结构器件由于较大的电极-半导体接触电阻而使场效应性能较差。另外，目前广泛使用的源漏电极材料为高成本的金电极，从实际应用角度考虑最好使用低成本的金属电极，如铜和银等，但由于它们具有低的功函数，采用铜或银为源漏电极制备的场效应器件的性能不理想。因此，制备低成本、高性能的下电极结构的器件是有机场效应晶体管研究的一个重要目标。
近年来，有机场效应晶体管由于在有源矩阵显示、射频标签等方面的潜在应用前景而备受学术界和工业界的广泛关注并取得了长足的发展。目前高性能有机场效应晶体管的性能已经可以和广泛应用的无定形硅晶体管相媲美。相对于无机场效应晶体管器件，有机场效应晶体管具有低成本和柔韧性的独特优势。
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