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物理学博士论文开题报告
论文题目:有机半导体界面稳定性及光电耦合对界面浸润性的调控
一、选题背景
如今,随着通讯技术的空前发展,人们步入了信息时代,而有机半导体器件以其性能优良、成本低廉、取材广泛、体积轻巧等显著特点^正在成为信息时代中越来越受瞩目的焦点,因此,有机半导体材料及其在信息领域的应用也成为近年来迅速发展的研究方向。随着科技、生产力发展水平的日新月异,新型有机半导体材料的不断出现,极大地丰富了人们的视野,也引发了相关有机半导体器件的研究热潮,目前备受广泛关注的有机半导体器件包括:有机薄膜晶体管(organicthin,filmtransistors,OTFTs)有机电致发光器件(organiclight-emittingdiodes,OLEDs)有机太阳能电池和有机存储取绝益寺。
研究有机半导体最早是在1954年,日本科学家赤松、井口等人发现掺a的芳香族碳水化合物的薄膜中能产生电流,导电率为O.lS/cm,于是首次提出了有机半导体这一概念,从此开辟了有机半导体材料及其器件的研究领域。但是由于材料的迁移率最初很低,使其实用化几乎是不可能的。因此,一直没有得到足够的重视,最近十年人们重新开始关注它这一新的研究热点,最初是用存机小分子作为功能层的场效应器件和电致发光器件,并取得了令人激动的结果,引起了学术界的关注,同时也激发了工业界的兴趣,因此投入大量资金。在此研究中,从有机小分子到聚合物材料,不断发现或合成新的有机半导体材料,在功能和应用方面展现了更多结果和更多可能性:工作电压变的更低,迁移率变的更高,制作方式更加灵活简单,发光器件和激光器件具有更高效率。随着新的有机半导体材料的合成,多种多样的器件构建和制备方式也不断出现目前,有机半导体材料的迁移率和开/关电压比已经达到相当高的水平,几乎接近可以选择性应用的程度。对有机半导体薄膜器件的研究世界上比较出色的实验室有:贝尔实验室(BellLaboratories,LuncentTechnologies);IBMT.J.WatsonResearchCenter(在有机半导体薄膜的生长机制和器件新工艺方面较为出色);英国剑桥大学卡文迪什实验室光电子学组(R.H.Friends领导的小组在有机半导体器件性能研究和新工艺方面有很多出色的工作);美国宾州大学电子工程系薄膜器件中心(T.N.Jacksoii领导的该组在器件性能提高方面较为出色,有机半导体器件中场效应迁移率最高的数值就是由他们报道的。
然而,在有机半导体器件中,以有机半导体薄膜为主体的有机功能层是重要的组成部分。在加工工艺上,有机半导体薄腹具有一些特点,是无机薄膜所不具备的。无机薄膜通常采用化学气相沉积、溶胶-凝胶、溅射和电化学等方法制备,而有机薄膜除了上述制备方法外,还有真空蒸镀法、旋涂、啧墨打印、有机蒸汽喷印、有机气相沉积、丝网印刷等方法。现有的制备有机薄膜的工艺较多,不同方法制备的薄膜质量不同,直接影响着器件的效率,制备方法的选择也会影响产品的制备成本。一般为保证产品的质量,根据不同材料的性质选择不同的制备方法。目前,有机半导体薄膜被应用到有机太阳能电池中,并且已成为研究的热点。未来有机太阳能电池应用中将面临的三大挑战是:转换效率的提高,...