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有机半导体(OSC)材料研究现状

时间:2019-03-05 21:50来源:毕业论文
任何一种化合物,如果想要被用作有机半导体材料就必须要含有碳碳双键,而在其碳碳双键结构中,两个碳原子可以组成一对成键轨道。按照前沿分子轨道理论,成键轨道是最高占据轨

任何一种化合物,如果想要被用作有机半导体材料就必须要含有碳碳双键,而在其碳碳双键结构中,两个碳原子可以组成一对成键轨道。按照前沿分子轨道理论,成键轨道是最高占据轨道(HOMO),反键轨道是最低空轨道(LUMO)。当HOMO上的电子被激发到LUMO上时,会产生一对空穴-电子对[4]。而正是这些空穴以及电子对决定了有机半导体的一系列电学性质,我们如果想探明有机半导体的化学性质,对其分子结构与堆积方式的研究是必不可少的。33621
1有机半导体材料种类
有机半导体材料按其分子形态及分子结构单元的重复性可分为小分子化合物半导体、聚合物半导体、以及两者的混合型半导体。主要为小分子半导体和聚合物半导体两大类
小分子型有机半导体材料分子通常是由一个较大的π共轭体系组成,其中没有交替存在的链状结构单元。而常见的小分子型有机半导体材料有:(l)萘、蒽、并五苯、茚并芴和苝等的吸电子基(F、CN等)衍生物。(2)C60及其衍生物。(3)金属酞菁配合物及其吸电子基团修饰的酞菁衍生物。(4)吸电子基团修饰的低聚噻吩及其衍生物。(5) 用于电致发光的三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)和二芳基取代的噁二唑类化合物。小分子(或低聚分子)OSC易溶于许多有机溶剂,易纯化,易形成自组装多晶膜,常表现出较高的电荷迁移率,应用更广泛。论文网
常见的聚合物有机半导体材料则主要包括聚乙炔型、聚芳环型和共聚物型几大类,其中聚芳环型又包括聚苯、聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯等类型[5-6]。

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2有机半导体器件
经过数十年的发展,在无数学术工作者与商业支持的努力下,有机半导体材料以及其技术应用不断得到发展与进步,如今这个领域汇聚了化学、物理、材料等众多先进技术与知识,在众多领域的无数科学工作者的共同努力下,有机半导体器件技术不断出现一个又一个惊人的突破,我们可以预见有机半导体因其众多优点将在不久的将来大放异彩,在电子元器件导体领域将占据主导地位[7-8]。
现在,有机半导体已经可以应用到种类繁多的有源或无源电子器件中,例如晶体管、二极管、OLED、电池、显示器等等。而其中有机场效应晶体管(OFET)、有机太阳能电池是两种典型的有机半导体器件[9]。

1有机场效应晶体管OFET
有机场效应晶体管OFET是目前众多有机电子器件中应用最广,研究最全面的有机半导体器件之一。其在沟道内使用有机半导体,其体积,重量功耗相较于传统的场效应晶体管都有明显提高。而且有机场效应晶体管对所采用的有机半导体种类无特定要求,聚合物和小分子有机半导体都可以应用到其中,这也就使得有机场效应晶体管适用于众多工作环境。有机场效应晶体管是一种重要的有源器件,通过控制电场来改变固体材料的导电性能。由于其具有体积小、重量轻、功耗低、热稳定性好、无二次击穿现象以及安全工作区域宽等优点,现已成为微电子行业中的重要元件之一[10]。
有机场效应晶体(OFET)首次出现于1986年[3],一经问世就收到了学术界与商业的广泛关注,因为其极佳的柔韧性和制备的低成本性,可用于多种电子器件的制造领域。由有机场效应晶体管驱动的OLED发光器件以及由有机场效应晶体管为主制造的有机电路等器件相继研制成功。美国、日本、德国、法国、英国、韩国及以色列等多个国家都在开展这方面的研究。2010年法国科学家开发出一种能够模仿神经元突触主要功能的纳米粒子有机存储场效应晶体管(NOMFET),为新一代神经激发计算机系统设计提供了一条新思路[11]。可以预见有机场效应晶体管将在更多的电子器件领域起到重要作用。 有机半导体(OSC)材料研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190305/30805.html
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