都 昊,邹凤君,李一平,闫 闯,谢 强,宋贵才,孙丽晶,王丽娟*

(1.长春工业大学化学工程学院,吉林长春 130012; 2.长春理工大学理学院,吉林长春 130022; 3.长春工业大学基础科学学院,吉林长春 130012)

α-四噻吩薄膜的生长及性能研究

都 昊1,2,邹凤君1,李一平1,2,闫 闯1,谢 强1,宋贵才2,孙丽晶3,王丽娟1*

(1.长春工业大学化学工程学院,吉林长春 130012; 2.长春理工大学理学院,吉林长春 130022; 3.长春工业大学基础科学学院,吉林长春 130012)

利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)研究了在氧化硅衬底上生长的α-四噻吩(α-4T)薄膜的表面形貌及分子取向。在低温下,获得了大尺寸、高有序的α-4T薄膜,为横向生长模式。衬底温度35℃以上转为纵向生长模式。晶体结构分析发现,α-4T薄膜属于单斜晶系,分子c-轴垂直基板排列。强的衍射峰和高有序的衍射峰意味着α-4T薄膜具有高的有序性和结晶性。电性能研究发现,提高衬底温度有利于提高薄膜的迁移率,衬底温度为35℃时器件迁移率为3.53×10-2cm2·V-1·s-1。但衬底温度进一步增加,迁移率反而下降,与原子力分析结果一致。低温退火可以降低器件的亚阈值陡度,从13.27 V·dec-1降低到3.83 V· dec-1,使器件的界面缺陷降低,电性能提高。

α-四噻吩;薄膜生长;分子取向;电性能

Key words:α-quaterthiophene(α-4T);film growth;molecular orientation;electrical performance

1 引 言

有机半导体由于低成本、易加工、可柔性等优势,在有机薄膜晶体管、有机发光二极管及传感器等方面具有很好的应用前景[1-2]。近年来,为提高有机薄膜晶体管的性能,人们在界面修饰[3-5]、诱导层[6-7]、半导体材料[8]、退火条件[9]等方面开展了大量的研究工作。但是,为了得到更好的器件性能,获得高有序的有机薄膜仍然是研究的重点。……