FA7631N

    n型有机半导体材料

    n型有机场效应晶体管的工作机制,是通过栅极加载正电压使半导体的HOMO和LUMO能级向下弯曲及移动,从而降低电子注人势垒,在半导体内产生诱导电子。漏电压的加载可以使诱导电子产生移动,从而输出负向电流。与p型半导体相反,场效应晶体管中的n型半导体必须是较好的电子受体,同时可以提供与源漏电极相匹配的LUMO能级,以形成欧姆接触,利于电子的注入和输运。

    尽管有机n型半导体的场效应性能及稳定性都远远低于p型有机半导体,国内外对基于这些材料的场效应性能研究一直都在进行。因为在低功耗、快速响应的补偿电路及二极管中同时需要性能相匹配的n型和p型沟道。有机场效应晶体管的n型比p型发展慢,其主要原因包括:①在有机半导体中,n型载流子(即电子)的迁移率-般低于p型载流子(即空穴)的迁移率。②由于一般有机半导体的电子亲和能较小(即LUMo能级较高),而大气环境下稳定的源漏电极(通常为金、银等贵金属),功函数较大,一般只与有机半导体材料的HoMO能级匹配,比较适合空穴注人。如果选择功函数较小的金属,如铝、镁、钙等,虽然可以满足该能级与有机半导体LUMO能级匹配的要求,从而降低电子注人势垒,但是这些金属容易被氧化、或者与有机半导体形成活性复合物。③虽然通过分子结构裁剪可以使有机材

料的电子亲和能增大,并具有输运电子的特性,但是有机阴离子对大气环境下的水氧比较敏感,水氧的存在可使有机半导体内部逐渐形成基于水或者氧的电子陷阱,反应机理如下.这种材料电子输运特性在大气环境下的不稳定性,在返回到真空环境后通常可以消失,使材料恢复原有的电子输运能力阝钔。因此,许多n型有机场效应晶体管只有在真空的情况下才可以正常工作,大气环境下稳定的n型有机半导体材料的研制仍然是―个很大挑战。现将应用于场效应晶体管中具有代表性的n型半导体材料做分类介绍。