调节晶粒尺寸来提高有机场效应晶体管的化学传感性能

• 作者: 吴小晗 方路 李卓 褚莹莉 都蓉蓉 黄佳
• 来源期刊: 中国科学:材料科学(英文版)
• 学科: 化学
• 关键词: 有机场效应晶体管 化学传感器 传感性能 晶粒尺寸 传感器灵敏度 纳米结构 OSC 有机半导体
• 年，卷（期）: 2019,（1）
• 页码范围: 138-145
• 页数: 8页
• 分类号: O657.1

摘要

基于有机场效应晶体管(OFET)的化学传感器,分析物在与位于有机半导体(OSC)薄膜底部的导电沟道发生相互作用之前需要扩散通过整层OSC,从而大大地限制了器件的灵敏度.虽然通过设计各种纳米结构OSC薄膜来提高器件传感性能的方法见诸报道,然而,这些纳米结构的制备过程复杂且不能广泛适用于种类繁多的OSC材料.本文首先研究了OSC晶粒尺寸对OFET化学传感器灵敏度的影响,结果表明更小的晶粒尺寸能为化学分析物的扩散提供更多的空间间隙,从而有利于提高器件灵敏度.基于此,我们通过简单地调控OFET的制备参数,包括OSC薄膜蒸镀过程中的基板温度, OFET基底的表面处理程度等参数,将传感器的相对灵敏度提高了5倍.基于聚合物介电层的柔性传感器也表现出较好的灵敏度.该工作揭示了OSC晶粒尺寸对器件晶体管性能和传感器性能的互不相同的影响,并且为提高OFET化学传感器性能提供了一种简便且广适性的策略.