本发明涉及有机半导体技术领域,公开了一种增强有机半导体薄膜聚集态稳定性的方法：构筑有机半导体薄膜,然后在构筑的有机半导体薄膜表面或薄膜内部引入微量的纳米粒子,纳米粒子均匀且不连续,不会影响有机半导体薄膜本身的电学性能。有机半导体薄膜的晶界、位错、层错以及表面等被纳米粒子钉扎,导致有机半导体薄膜聚集态结构变化的势垒增加,从而增强其聚集态稳定性,进而大幅增加有机场效应晶体管的最高工作温度以及储存寿命。在常温储存条件下,引入纳米粒子稳定的有机半导体形貌几乎不会发生变化,保证了以有机半导体薄膜所制备的有机晶体管器件在高温工作环境和实际大气环境中电学性能的稳定。

本发明属于有机电子领域,具体为一种取向化气液界面聚合物半导体薄膜及其构筑方法和应用。本发明是在长方形的气液界面处,滴加聚合物半导体溶液,聚合物半导体溶液所用的溶剂与去离子水不互溶,并在气液界面上迅速铺展开；经过溶剂挥发过程,快速形成聚合物半导体薄膜；聚合物半导体为主链骨架刚性较强,其主链骨架由给体和受体构成；本发明成膜速度快(40 s内),制备的薄膜厚度可低于10 nm,具有良好的分子取向性,同时能够转移于多种介电材料表面上,用于制备有机场效应晶体管。本发明的给体-受体型共轭聚合物在柔性电子领域具有广阔的应用前景。

本发明公开了有机光电子器件及柔性显示应用技术领域的溶液加工与真空蒸镀结合制备有机晶体薄膜的方法,该方法是首先在基板上采用溶液加工的方法制备出大面积单一取向的有机晶体薄膜,然后再采用真空蒸镀的方法沉积有机半导体材料,完成对取向晶体薄膜间隙的填充和厚度的调控。最终获得大面积高取向全基板覆盖的类单晶薄膜,并且具有大面积均匀和单一取向的特点,解决了薄膜的最佳形貌与最佳厚度不匹配的问题。此种方法制备的有机半导体晶体管薄膜可以用作场效应晶体管,光伏电池和二极管器件的半导体活化层。

本发明涉及场效应晶体管、气体传感器及其制造方法。本公开的目的在于提供场效应晶体管,其为使用金属有机结构体膜作为半导体层、具有新型结构的场效应晶体管。本实施方式为场效应晶体管,是包含基板、源极、漏极、栅极和作为半导体层的金属有机结构体膜的场效应晶体管,其中,金属有机结构体膜包含具有π共轭系骨架的有机配体和金属离子以在基板的面方向上展开的方式配位的多个晶体结构经由π-π相互作用在基板上层叠的层叠结构,各晶体结构具有通过有机配体和金属离子的配位而形成的细孔,在所述层叠结构中,邻接的晶体结构的细孔在膜厚方向上连通,场效应晶体管为顶部接触型。

本发明公开一种基于异质结钙钛矿的突触器件及其制备方法和应用,属于光子集成器件与人工神经网络技术领域,包括衬底及所述衬底上依次叠层设置的功能层和反射膜；所述功能层包括设置于所述衬底上的3D钙钛矿层,以及所述3D钙钛矿层上设置的2D钙钛矿层,所述3D钙钛矿层与所述2D钙钛矿层之间形成异质结；所述功能层上还间隔设有两个金属电极；所述反射膜与两个所述金属电极的上表面相接触。本发明采用不同能量的光源作为输入信号,钙钛矿薄膜中的电子被激发到导带释放额外的能量以消除结构中的缺陷,使光生粒子浓度改变,突触后电流变化,以此实现可以对颜色进行识别的突触功能。

本发明公开了一种新型的有机PN异质结液相的生长方法,具体包括：衬底清洗、P3HT薄膜的制备、构建金属线隙生长空腔、PDIF-CN-(2)生长溶液的配制和注入、薄膜自行生长和冷却揭板、薄膜的形貌表征来验证异质结构和构建晶体管器件和基本的电学测试。本发明利用添加剂辅助的“金属线隙”工艺两步法构建PN异质结：先在衬底上先制备P3HT薄膜作为P型通道,然后在其边缘利用“金属线隙”工艺来堆垛N型通道PDIF-CN-(2)薄膜,从而实现P3HT/PDIF-CN-(2)异质结。在异质结的边缘AFM显示在底层的薄膜表现出极大的表面粗糙度,而在顶层薄膜表现出了原子级的平整度和分子台阶,从而获得高质量的异质结薄膜。基于制备的异质结薄膜构建了场效应晶体管器件,转移曲线表现出了典型的V型特征。

本发明提供了双向阈值对称的选通器,所述双向阈值对称的选通器包括衬底、第一银电极、阻变层和第二银电极,阻变层的组成材料为有机无机杂化钙钛矿,选通器采用了平面对称的双电极结构,在电压刺激下,保证了选通器的第一银电极和第二银电极均能够提供足够的银源,有利于获得双向阈值对称的选通特性,结构简单。本发明还提供了所述双向阈值对称的选通器的制备方法,包括通过真空热蒸发工艺,在衬底的顶面上沉积第一银电极和第二银电极,通过紫外臭氧设备处理沉积有第一银电极和第二银电极的衬底,配制有机无机杂化钙钛矿溶液,通过旋涂工艺对有机无机钙钛矿溶液进行旋涂,形成钙钛矿薄膜。所述双向阈值对称的选通器的制备方法简单,成本低。

本发明公开了一种基于PFBT蒸发法的有机场效应晶体管制备方法,在制备电极时先蒸镀铬再蒸镀铜主要是为了通过铬来增加电极的粘附性,在去胶时对电极无损伤；在将用来修饰铜电极的材料PFBT与无水乙醇以1:10的比例混合,通过材料的挥发性,在真空中挥发到制备器件的电极上,因为挥发修饰,硫醇能在金属表面形成自组装的单分子薄膜,从而在电极表面形成自组装单层,通过形成的自组装单层进而降低了并五苯表面粗糙度以及电极和并五苯之间的注入势垒,提高了并五苯迁移率。

本发明提供了一种平面型无寄生电容的有机场效应晶体管的制作方法：1)在玻璃基底表面用钼片掩模,热蒸镀铬作为金与玻璃的黏附层,再蒸镀金电极作为源电极和漏电极,然后利用光刻在金电极上做出预设的栅极图案；2)用湿法刻蚀去除多余的铬和金,将栅极图案中连接着的金电极分隔成源电极和漏电极；3)用掩模版热蒸镀与金相同厚度的铝作为栅电极,然后用氧等离子体处理栅电极,在铝上原位生长氧化铝作为介电层；4)将蒸镀好电极的基片放入预热80℃的DMSO中超声5min两次,再将溶液换为丙酮继续超声5min后换为异丙醇超声5min后用氮气吹干。本发明制作方法制作的晶体管电极处于同一水平高度,该结构能够保证寄生重叠为0,将寄生电容完全消除。

本发明提供了一种平面型有机整流二极管结构及其制作方法,所述二极管结构包括：基底、源电极、栅电极、介电层、漏电极；源电极、栅电极和漏电极设置在基底上；源电极和栅电极处于同一水平高度；漏电极和栅电极短接；介电层位于栅电极上；源电极和基底之间设置有黏附层。本发明利用湿法刻蚀与剥离的技术,将栅电极与源电极排列在同一个平面,二极管两个电极间的寄生电容降为0,短接晶体管的栅电极与漏电极,保证了器件在电路中的高集成度。