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通过在有机场效应晶体管 (OFET) 中加入天然粘土来提高虫胶的介电常数
1. 引言近年来，OLED 技术的巨大进步 [1,2,3] 和有机光伏 (OPV) 的迅猛发展证明了有机电子器件的工业和商业潜力。有报道称，体异质结设计中的经典有机光伏器件的效率接近 20%，而钙钛矿的效率甚至超过了这个值。这些里程碑式的进步使得此类发展如今既适用于小规模也适用于大规模应用 [4,5]。尽管如此，尽管最近电子器件和传感器取得了令人瞩目的进步，但下一代 OLED、太阳能电池和印刷电路（基于有机场效应晶体管 (OFET)）的制造在寻找新型更高性能半导体、基板和封装材料、电介质和加工条件 [6–11] 等方面仍面临挑战。有机材料在 RF 范围内（即兆赫甚至更高频率）在空气中的稳定运行将支持许多能够与硅基 CMOS 电路竞争的新技术的开发 [8,12–18]。当这些新型电子元件与生物传感元件相结合时，将为开发一次性诊断和药物输送技术开辟可能性[19–29]。
通过用氨基硅烷改性栅极氧化物实现电子掺杂并提高 n 通道多晶 OFET 性能
自组装单分子膜 (SAM) 广泛应用于有机场效应晶体管，以改变栅极氧化物的表面能、表面粗糙度、薄膜生长动力学和电表面电位，从而控制器件的工作电压。本研究使用 n 型多晶小分子半导体材料 N,N′-二辛基-3,4,9,10-苝二甲酰亚胺 (PTCDI-C8)，比较了氨基官能化的 SAM 分子与纯烷基硅烷 SAMS 对有机场效应晶体管电性能的影响。为了了解氨基对电子的影响，系统地研究了含氨基官能团的数量和 SAM 分子长度的影响。虽然之前已经研究过氨基官能化的 SAM 材料，但这项研究首次能够揭示用极性氨基硅烷材料处理栅极氧化物时发生的掺杂效应的性质。通过对分子水平上的界面进行全面的理论研究，我们发现观察到的阈值电压偏移是由自由电荷引起的，这些自由电荷被 PTCDI-C8 吸引，并在那里被质子化的氨基硅烷稳定下来。这种吸引力和电压偏移可以通过改变氨基硅烷中性端链的长度来系统地调整。