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研究生： 徐偉烈
Hsu, Wei-Lieh
論文名稱： 雙載子有機場效電晶體之研究
The Studies of Ambipolar Organic Field-Effect Transistor
指導教授： 郭宗枋
Guo, Tzung-Fang
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 光電科學與工程研究所
Institute of Electro-Optical Science and Engineering
論文出版年： 2008
畢業學年度： 96
語文別： 中文
論文頁數： 124
中文關鍵詞： 雙載子 、有機場效電晶體 、介電層 、遲滯現象
外文關鍵詞： Hysteresis, Dielectric, Ambipolar, OFET
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    • 有機場效電晶體 ( OFET ) 在下一世代電子元件扮演最基礎也是最關鍵的角色。在研究有機場效電晶體的過程中，一開始都是以無機場效電晶體的基礎作出發，會將有機半導體材料依照其場效電晶體操作狀態區分成N – type與P – type，而近幾年的研究發現，有機半導體材料在本質上，電子與電洞皆可成為其傳導的自由電荷 ( Free carrier )，因此認為有機半導體具有雙載子 ( Ambipolar ) 的特性。
    藉由五環素 ( Pentacene ) 為主動層的有機場效電晶體元件在不同的介電層以及不同的源極 – 汲極金屬分析其雙載子的特性，說明介電層與源極 – 汲極電極材料是決定有機場效電晶體可操作何種狀態的關鍵因素。並且配合五環素在不同介電層上的吸收光譜以及紫外光電子光譜 ( Ultraviolet Photoelectron Spectrometry – UPS ) 分析，說明其有機場效電晶體在介電層 – 主動層界面上會有電子或是電洞的累積，進而形成有效的電子或電洞通道。

    Organic field-effect transistors ( OFETs ) are technologically interesting because they could serve as main components in cheaper, lighter and flexible electronic circuits. Conventionally, OFETs were separated as P-type or N-type by charge carrier accumulation on the channel when they were applied negative or positive gate voltages. However , in recent years it has become clear that the chemical structure of the organic semiconductor is not the only factor that determinesP-type or N-type of organic FET. Processing and characterization conditions are important as well. It is thus not appropriate to speak of P-type or N-type materials, but one should rather refer to P-channel or N-channel transistors.
    In order to study the characteristic of ambipolar of OFET, I used pentacene as active layer of OFET with several kinds of dielectric layers and source-drain electrodes. It is very important of choicing of material of dielectric layer and electrodes. Besides, by analysis of absorption spectrometry and ultraviolet photoelectron spectrometry – UPS, we found that there existed accumulation of holes or electrons on the surface of dielectric layer.

    第一部份 實驗準備 第一章 緒論 1 1-1 有機場效電晶體發展 1 1-1-1 薄膜電晶體的演進 1 1-1-2 有機場效電晶體 2 1-2 雙載子有機場效電晶體 8 1-3 研究動機與大綱 11 1-3-1 研究動機 11 1-3-2 研究大綱 13 第二章 有機場效電晶體簡介 15 2-1 有機場效電晶體材料 15 2-2 有機半導體傳導機制 19 2-2-1 能帶分析 19 2-2-2 導電機制 20 2-2-3 導電分析 21 2-3 有機場效電晶體 26 2-3-1 場效電晶體工作原理與元件結構 26 2-3-2 電壓 – 電流特性 28 2-3-3 閘極介電層影響 29 2-3-4 電極 30 2-4 雙載子有機場效電晶體 34 2-4-1 元件特性 34 2-4-2 電壓 – 電流特性方程式 35 第三章 元件製作與實驗步驟 38 3-1 前言 38 3-2 實驗元件製作 40 3-2-1 ITO玻璃基板的閘極圖案化 40 3-2-2 閘極介電層製作 43 3-2-3 主動層 – 有機半導體層製作 44 3-2-4 源極及汲極之電極製作 45 3-2-5 元件量測 46 第二部份 實驗結果與討論 第四章 介電層對雙載子有機場效電晶體的影響 49 4-1 介電層表面無氫氧根 ( OH基) 50 4-2 介電層表面有氫氧根 ( OH基) 59 4-3 遲滯現象 ( Hysteresis ) 68 4-4 能帶分析 81 4-4-1 吸收光譜 81 4-4-2 Ultraviolet Photoelectron Spectrometry – UPS 85 第五章 電極對雙載子有機場效電晶體影響 90 5-1 對稱電極 90 5-2 不對稱電極 103 第六章 結論與未來研究建議 114 參考文獻 118

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    下載圖示 校內：2013-07-09公開
    校外：2018-07-09公開
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