空穴型有机/无机混合型金属基极晶体管的研究

论文摘要

为了简化器件的制备过程以及降低其生产成本,科学家们展开了一系列的工作来研究有机半导体光电器件,并希望其性能能够达到甚至超过传统的无机单晶器件。为了达到这个目标,已经有大量的文献报道了有机器件以及由有机材料与无机材料组成的混合型器件,以便于促进该领域的不断发展;而且还有一些大型企业,如IBM、柯达等,对此也表现出浓厚的兴趣。经过了十几年的研究,很多新型有机半导体光电器件相继出现在世界各地的实验室,如有机发光二极管、有机场效应晶体管以及有机光探测器等;如今,甚至有一部分已经达到了商业用途,这都要归功于有机半导体材料的易处理性和简单的加工工艺。本论文中的工作主要是利用有机和无机半导体材料制备出一种混合型的金属基极晶体管。无机金属基极晶体管可以简单地描述为由两个背对背的肖特基结组成的无机半导体-金属-无机半导体结构,其载流子注入是通过热离子发射来实现的。为了提高晶体管的性能,它需要高度规则的半导体与金属界面来降低界面处载流子的散射。然而由于受到技术条件和环境的影响,要在金属基极上生长出一层无机半导体,并要保持界面的高度完整性,这将对仪器的要求非常高,而且其制作工艺很复杂,如需要用到高真空高温等条件。然而有机半导体的蒸镀十分容易,所以用有机半导体材料替换器件中的无机半导体作为发射极将大大简化器件的制作工艺。本论文主要讨论了CuPc和NPB作为有机发射极的金属基极晶体管的电特性和增益特性,这两种有机半导体材料在有机发光二极管中被广泛使用,是十分常用的有机小分子空穴传输材料,希望通过对它们的研究为制备成本低廉、性能优异的器件提供新的思路。本论文从有机层与基极厚度对器件电流增益的影响、不同缓冲层和（复合）金属基极对器件性能的影响以及相关机理这三方面展开详细的讨论,研究表明,通过有机半导体材料的改变可以制备出多样性有机发射极金属基极晶体管;用有机半导体材料来代替无机半导体材料作为发射极不但是可行的,而且可以通过新材料的不断尝试和器件结构的逐步优化,获得高性能的有机发射极金属基极晶体管。

论文目录

• 第一章 绪论
• 引言
• 1.1 p-n 结
• 1.2 金属-半导体结
• 1.3 p-n 结二极管与肖特基势垒二极管的比较
• 1.4 双极晶体管
• 1.5 金属基极晶体管
• 1.6 双极晶体管与几种热电子金属基极晶体管的比较
• 1.7 有机半导体材料
• 1.8 本论文的主要工作
• 参考文献
• 第二章Copper Phthalocyanine （CuPc）有机发射极空穴型金属基极晶体管的研究
• 引言
• 2.1 实验部分
• 2.2 实验结果与讨论
• 2.3 本章小结
• 参考文献
• 第三章 α-naphthylphenylbiphenyl diamine （NPB） 有机发射极空穴型金属基极晶体管的研究
• 引言
• 3.1 实验部分
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.3 本章小结
• 参考文献
• 第四章 结论
• 中文摘要
• 英文摘要
• 已（待）发表文章
• 致谢
• 个人简历