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新型有机场效应管研究:PFN+Br-中间层的引入极大提高C60单晶场效应管的性能
 
    有机场效应晶体管(organic field—effecttransistors)作为新一代电子元器件,自1986年问世以来,引起了学术界和工业界的广泛关注。与传统的无机半导体材料相比,有机半导体具有材料来源广,制备工艺简单,可与柔性衬底兼容等优点,在众多领域具有广泛的应用。有机场效应管性能的调解可以采用两种不同的手段:一、通过化学修饰来调解分子聚集态结构与界面电荷陷阱;二、提高载流子注入电极的效率,通常方法为采用钙、镁等低功函数材料或采用复合电极,减小接触电阻。

   Science China Chemistry最近发表的一篇文章,报道了一种基于C60单晶的新型有机场效应管。通过PFN+Br-中间层的引入,大大地减小了电极与半导体层的接触电阻,提高了载流子注入电极的效率。其电子迁移率高达5.60cm2V-S-,阈值电压能够低至4.90V,性能远远高于没有PFN+Br-中间层的器件。
 
 
 图1. C60带状晶体的形貌与晶体结构图:(a)C60晶体光学成像图;
(b)C60晶体的AFM形貌图;(c)C60晶体的TEM成像图;(d)C60晶体的SAED图

   本研究采用美国Delong公司生产的超小型低电压透射电镜—LVEM5来表征C60的单晶带结构(如图1c所示),其主机采用Schottky场发射电子枪,能够提供高亮度高相干的电子束,并可直接放置于实验室的桌面上。

    在输出曲线中可以看出,IDS与VDS具有良好线性,表现出良好饱和特性。(如图2所示)。


图2. 场效应管的性能表征:C60单晶不涂覆(a-c)/涂覆(d-f)共轭聚电极;
(a,d)转移曲线图;(b,e)45个器件电荷迁移率柱状图;(c,f)输出曲线图

   LVEM5加速电压只有5KV,但可以实现1.5 nm的分辨率,纳米结构可以获得高质量的电镜照片,且直接保存Tiff格式,无需转码。无需液氮,无需专人操作管理,操作维护简单快捷,是实验室的理想选择。


* 展会快讯:
Quantum Design中国子公司参加了 10月17-22日 在 成都 举办的“2017年全国电镜年会,欢迎各位感兴趣的老师、同学亲临展台,参观指导,我们随时期待与您相会!
 
* 参考文献:
Enhanced performance of field-effect transistors based on C60 single crystals with conjugated polyelectrolyte. Sci China Chem. April (2017) Vol.60 No.4.
 
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