【摘 要】
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近年来,有机场效应晶体管（Organic Field Effect Transistors,OFET）因其低成本、可大面积制备、质量轻等优点在柔性电子器件中得到了广泛的应用,也引起了很多研究学者的关注。目前,OFET已经成为有机电子和柔性电子领域的核心器件之一,正处于商业化生产和应用的边缘。尽管如此,OFET仍存在一些问题需要解决,如:n型有机半导体材料种类少、迁移率低、稳定性差、结构-性能关系尚
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近年来,有机场效应晶体管（Organic Field Effect Transistors,OFET）因其低成本、可大面积制备、质量轻等优点在柔性电子器件中得到了广泛的应用,也引起了很多研究学者的关注。目前,OFET已经成为有机电子和柔性电子领域的核心器件之一,正处于商业化生产和应用的边缘。尽管如此,OFET仍存在一些问题需要解决,如:n型有机半导体材料种类少、迁移率低、稳定性差、结构-性能关系尚不明确等。本论文主要旨在改善n型OFET器件的性能和研究n型有机半导体材料结构-性能的关系,具体的研究内容如下:（1）以一系列D-A共轭聚合物（N2200,F-N2200和Cl-N2200）半导体为基础,制备了三种n型OFET器件。吸收光谱表明F-N2200和Cl-N2200聚合物的聚集效应增强,通过在旋涂前对衬底和溶液进行150℃预加热处理,以缓解聚集效应,从而得到非晶态半导体薄膜。随后在此基础上分别制备出三种聚合物的底栅底接触（BGBC）和顶栅底接触（TGBC）两种结构的OFET。最后对基于不同结构的聚合物晶体管器件性能进行了比较。（2）通过测量变温下OFET器件的转移特性曲线,详细研究了氟化和氯化对n型半导体能量无序度的影响。并分析依赖栅压的迁移率和活化能数据,提取与能量无序度有关的信息。实验结果表明主链氟化可以减小半导体的能量无序度,有利于电荷传输,而氯化会增加能量无序度,不利于电荷传输。同时,通过对半导体密度泛函理论（DFT）计算,进一步佐证了实验结果。（3）在上述工作基础上采用掺杂的方法研究了掺杂对OFET器件的影响,并通过分析掺杂器件的性能进一步提取了关于能量无序度的信息。通过考虑氟化和氯化作用对分子内运输（主要由极化效应）和分子间运输（主要由能量无序度）的影响,阐释了分子结构对三种聚合物迁移率大小的影响。本论文的研究成果有利于进一步理解氟化和氯化对D-A共轭聚合物电荷运输的机制,为进一步制备出高性能的n型OFET器件提供思路。
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