通过阻挡电子注入来改善p型有机场效应晶体管的理想性
苏州大学揭建胜团队Adv. Funct. Mater.：
自1986年第一个基于有机半导体材料的场效应晶体管被报道以来，有机场效应晶体管（OFET）在化学、物理、材料以及微电子领域都得到了研究人员的广泛关注。在器件应用方面，OFET被认为是未来有机柔性集成器件的基本构成单元，可广泛应用于柔性智能芯片、低成本射频标签、有机有源矩阵显示等领域。在基础研究方面，OFET是研究有机单晶半导体电学特性以及有机电子学的基础器件。OFET器件迁移率已经从最初10-5
cm2
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s-1发展到目前超过30 cm2
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s-1，且OFET作为一种器件测试结构也被用来评估有机半导体迁移率，其场效应迁移率通常是由电流-电压特性推导得出，并假设该电流-电压关系遵从传统FET中肖克利渐进沟道近似（GCA）模型。然而，在实际器件测试中，得到的用来提取迁移率的电流-电压关系并非标准线性曲线，该现象称为OFET的非理想行为。若将肖克利公式直接套用于非理想型器件迁移率提取时，可能会导致迁移率被错误估算。近年来，OFET中的非理想行为引起了研究人员的广泛关注，因此，构建具有理想工作特性的OFET对正确评价有机半导体性能，以及促进其实际应用具有重要意义。【成果简介】近日，苏州大学功能纳米与软物质研究院（FUNSOM）揭建胜教授团队首次报道了一种采用宽禁带有机半导体（OSC）修饰半导体-电极接触界面的策略，用于制备接近理想特性的基于p型窄禁带材料的OFET器件。通过在电极接触区插入一层超薄的宽带隙OSC层，可以有效地阻止p型OFET中的电子注入过程（该过程会造成器件出现双斜率型的非理想行为）。因此，由电子注入以及注入后被捕获引起的偏压不稳定和双斜率的非理想行为可以得到有效抑制。以基于dif-TES ADT晶态薄膜的OFET为研究对象，他们成功地将器件的非理想特性转化为近理想特性，并且显著改善了器件的电学稳定性。这种宽禁带修饰方法表现出良好的普适性，为具有理想特性的OFET的制备提供了新的思路。该成果以题为“Improving Ideality of P-Type Organic Field-Effect Transistors via Preventing Undesired Minority Carrier Injection”发表在了Adv. Funct. Mater.上。
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