作者：孟鸿，黄维
页数：292页
出版社：科学出版社
出版日期：2019
ISBN：9787030584861
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内容简介
本书从有机薄膜场效应晶体管的发展历程、器件结构与原理、材料种类、器件性能及应用等方面对这种新型的有机电子器件作了较全面的论述。重点梳理了作者及国内外同行在有机薄膜晶体管有源层及介电层材料方面的研究成果, 涵盖小分子材料、高分子材料、液晶材料、介电材料、材料计算模拟、有机单晶材料的发展与生长方法等。系统阐述了提高有机薄膜场效应晶体管器件性能的各种方法。
目录
Contents 目录
丛书序 iii
序言 v
前言 vii
第1章 有机薄膜晶体管的历史、现状和未来发展趋势 001
1.1 从无机场效应晶体管到有机薄膜晶体管 001
1.2 有机薄膜晶体管的特色与优势 002
1.3 有机薄膜晶体管的发展历史 003
参考文献 012
第2章 有机场效应晶体管构造和工作原理 015
2.1 有机场效应晶体管器件结构及工作原理 015
2.1.1 四种基本结构 016
2.1.2 有机场效应晶体管工作原理 016
2.2 器件主要性能参数 018
2.2.1 输出与转移特性曲线 018
2.2.2 阈值电压 020
2.2.3 场效应迁移率 021
2.2.4 电流开关比 022
2.2.5 亚阈值斜率 023
2.3 有机场效应晶体管中的电荷输运 023
参考文献 026
第3章 OTFT小分子半导体材料 029
3.1 p型小分子半导体材料 030
3.1.1 并苯类化合物及其衍生物 030
3.1.2 并杂环及苯并杂环（O、S或Se）类衍生物 036
3.1.3 TTFs及寡聚噻吩类衍生物 042
3.1.4 苯并氮杂环及其衍生物 044
3.1.5 环状有机半导体材料 045
3.2 n型小分子半导体材料 046
3.2.1 酰亚胺类有机半导体材料 047
3.2.2 含氰基的有机半导体材料 050
3.2.3 含卤素的有机半导体材料 053
3.2.4 富勒烯类有机半导体材料 054
3.3 有机液晶半导体材料 055
3.4 展望 058
参考文献 058
第4章 OTFT高分子半导体材料 073
4.1 p型高分子半导体材料 074
4.1.1 噻吩类高分子半导体材料 074
4.1.2 噻唑类高分子半导体材料 075
4.1.3 吡咯并吡咯二酮类高分子半导体材料 076
4.1.4 异靛类高分子半导体材料 079
4.2 n型高分子半导体材料 081
4.2.1 苝酰亚胺类高分子半导体材料 081
4.2.2 萘酰亚胺类高分子半导体材料 083
4.2.3 吡咯并吡咯二酮类高分子半导体材料 084
4.2.4 其他n型高分子半导体材料 085
4.3 双极性高分子半导体材料 086
4.3.1 吡咯并吡咯二酮类高分子半导体材料 087
4.3.2 其他新型受体类高分子半导体材料 088
参考文献 090
第5章 介电层材料 095
5.1 介电层材料研究现状 095
5.2 无机介电层材料 099
5.2.1 Ba系介电层材料 102
5.2.2 Al系介电层材料 102
5.2.3 Hf系介电层材料 104
5.2.4 Ta系介电层材料 105
5.2.5 La系介电层材料 106
5.2.6 其他无机介电层材料 107
5.3 有机聚合物介电层材料 108
5.4 复合介电层材料 122
5.4.1 多层结构介电层 123
5.4.2 自组装单分子 126
5.4.3 有机-无机掺杂介电层 129
5.4.4 接枝复合材料 130
5.4.5 聚合物、离子液及电解质介电层 132
5.5 影响因素 134
5.5.1 介电常数 135
5.5.2 粗糙度 135
5.5.3 表面能 136
5.5.4 界面极性 137
5.6 介电层表征 137
5.6.1 粗糙度 137
5.6.2 厚度 138
5.6.3 表面能 138
5.6.4 电学性能 138
参考文献 141
第6章 OTFT材料计算模拟 151
6.1 量子化学计算发展史 151
6.2 量子化学的基本原理和研究范围 152
6.2.1 量子化学的基本原理 152
6.2.2 量子化学的研究范围 152
6.3 量子化学计算方法分类 154
6.3.1 从头算法 154
6.3.2 密度泛函（DFT）方法 156
6.3.3 半经验方法 156
6.3.4 其他方法 157
6.4 量子化学计算的任务类型举例 158
xii 有机薄膜晶体管材料器件和应用
6.4.1 单点能计算 158
6.4.2 分子几何构型优化 158
6.4.3 频率分析 159
6.5 量子化学计算在OTFT材料中的应用 160
6.5.1 应用Spartan软件计算相关材料的能级及重组能举例 161
6.5.2 应用Gaussian软件计算相关材料重组能举例 162
6.5.3 材料模拟计算的主要研究组举例（以迁移率计算为例） 163
参考文献 172
第7章 有机半导体单晶场效应晶体管 174
7.1 有机半导体单晶FET 研究现状 174
7.2 有机半导体晶体生长机理 175
7.3 物理气相转移法制备单晶OFET 177
7.4 有机单晶电荷传输的各向异性 179
7.5 溶液法单晶生长以及其他单晶相关内容 183
参考文献 187
第8章 有机光电晶体管 190
8.1 光电晶体管基本特性 190
8.2 光电晶体管器件结构与工作原理 191
8.3 器件性能及表征 194
8.4 光电功能有机半导体材料 196
8.4.1 有机单分子和高分子材料 197
8.4.2 有机异质结复合材料 202
8.4.3 有机-无机异质结复合材料 204
8.4.4 有机单晶材料 204
8.4.5 其他材料 208
参考文献 209
第9章 提高有机半导体器件性能方法 215
9.1 有机半导体器件性能优化方案 215
9.2 材料合成侧链效应、杂原子效应和分子量效应 217
9.2.1 侧链效应 217
9.2.2 杂原子效应 225
9.2.3 分子量效应 228
9.3 共混及掺杂半导体材料器件 230
9.3.1 小分子半导体与聚合物绝缘体共混 230
9.3.2 小分子半导体与聚合物半导体共混 233
9.3.3 小分子半导体共混 234
9.3.4 聚合物半导体与聚合物绝缘体共混 236
9.3.5 聚合物半导体共混 237
9.3.6 掺杂半导体器件 239
9.4 薄膜工艺优化 242
9.4.1 刷涂法定向分子成膜提高迁移率 242
9.4.2 退火工艺 245
9.4.3 磁场诱导排列 247
9.5 界面工程 249
9.5.1 电极/半导体层界面优化 249
9.5.2 介电层/半导体层界面优化 251
9.6 新型器件结构 254
9.6.1 立式OTFT器件结构 254
9.6.2 双栅极OTFT 256
9.6.3 梳状结构OTFT 258
参考文献 259
第10章 有机薄膜晶体管的应用 270
10.1 应用于集成电路 271
10.1.1 浮栅型有机薄膜晶体管存储器 271
10.1.2 铁电型有机薄膜晶体管存储器 273
10.1.3 聚合物绝缘层有机薄膜晶体管存储器 275
10.2 应用于有源显示驱动 276
10.2.1 OTFT-LCD 276
10.2.2 OTFT-EPD 277
10.2.3 OTFT-OLED 278
10.3 应用于传感器 279
10.3.1 气相传感器 280
10.3.2 液体传感器 282
10.3.3 压力传感器 283
10.4 应用于射频识别 285
参考文献 287
索引 291
丛书序 iii
序言 v
前言 vii
第1章 有机薄膜晶体管的历史、现状和未来发展趋势 001
1.1 从无机场效应晶体管到有机薄膜晶体管 001
1.2 有机薄膜晶体管的特色与优势 002
1.3 有机薄膜晶体管的发展历史 003
参考文献 012
第2章 有机场效应晶体管构造和工作原理 015
2.1 有机场效应晶体管器件结构及工作原理 015
2.1.1 四种基本结构 016
2.1.2 有机场效应晶体管工作原理 016
2.2 器件主要性能参数 018
2.2.1 输出与转移特性曲线 018
2.2.2 阈值电压 020
2.2.3 场效应迁移率 021
2.2.4 电流开关比 022
2.2.5 亚阈值斜率 023
2.3 有机场效应晶体管中的电荷输运 023
参考文献 026
第3章 OTFT小分子半导体材料 029
3.1 p型小分子半导体材料 030
3.1.1 并苯类化合物及其衍生物 030
3.1.2 并杂环及苯并杂环（O、S或Se）类衍生物 036
3.1.3 TTFs及寡聚噻吩类衍生物 042
3.1.4 苯并氮杂环及其衍生物 044
3.1.5 环状有机半导体材料 045
3.2 n型小分子半导体材料 046
3.2.1 酰亚胺类有机半导体材料 047
3.2.2 含氰基的有机半导体材料 050
3.2.3 含卤素的有机半导体材料 053
3.2.4 富勒烯类有机半导体材料 054
3.3 有机液晶半导体材料 055
3.4 展望 058
参考文献 058
第4章 OTFT高分子半导体材料 073
4.1 p型高分子半导体材料 074
4.1.1 噻吩类高分子半导体材料 074
4.1.2 噻唑类高分子半导体材料 075
4.1.3 吡咯并吡咯二酮类高分子半导体材料 076
4.1.4 异靛类高分子半导体材料 079
4.2 n型高分子半导体材料 081
4.2.1 苝酰亚胺类高分子半导体材料 081
4.2.2 萘酰亚胺类高分子半导体材料 083
4.2.3 吡咯并吡咯二酮类高分子半导体材料 084
4.2.4 其他n型高分子半导体材料 085
4.3 双极性高分子半导体材料 086
4.3.1 吡咯并吡咯二酮类高分子半导体材料 087
4.3.2 其他新型受体类高分子半导体材料 088
参考文献 090
第5章 介电层材料 095
5.1 介电层材料研究现状 095
5.2 无机介电层材料 099
5.2.1 Ba系介电层材料 102
5.2.2 Al系介电层材料 102
5.2.3 Hf系介电层材料 104
5.2.4 Ta系介电层材料 105
5.2.5 La系介电层材料 106
5.2.6 其他无机介电层材料 107
5.3 有机聚合物介电层材料 108
5.4 复合介电层材料 122
5.4.1 多层结构介电层 123
5.4.2 自组装单分子 126
5.4.3 有机-无机掺杂介电层 129
5.4.4 接枝复合材料 130
5.4.5 聚合物、离子液及电解质介电层 132
5.5 影响因素 134
5.5.1 介电常数 135
5.5.2 粗糙度 135
5.5.3 表面能 136
5.5.4 界面极性 137
5.6 介电层表征 137
5.6.1 粗糙度 137
5.6.2 厚度 138
5.6.3 表面能 138
5.6.4 电学性能 138
参考文献 141
第6章 OTFT材料计算模拟 151
6.1 量子化学计算发展史 151
6.2 量子化学的基本原理和研究范围 152
6.2.1 量子化学的基本原理 152
6.2.2 量子化学的研究范围 152
6.3 量子化学计算方法分类 154
6.3.1 从头算法 154
6.3.2 密度泛函（DFT）方法 156
6.3.3 半经验方法 156
6.3.4 其他方法 157
6.4 量子化学计算的任务类型举例 158
xii 有机薄膜晶体管材料器件和应用
6.4.1 单点能计算 158
6.4.2 分子几何构型优化 158
6.4.3 频率分析 159
6.5 量子化学计算在OTFT材料中的应用 160
6.5.1 应用Spartan软件计算相关材料的能级及重组能举例 161
6.5.2 应用Gaussian软件计算相关材料重组能举例 162
6.5.3 材料模拟计算的主要研究组举例（以迁移率计算为例） 163
参考文献 172
第7章 有机半导体单晶场效应晶体管 174
7.1 有机半导体单晶FET 研究现状 174
7.2 有机半导体晶体生长机理 175
7.3 物理气相转移法制备单晶OFET 177
7.4 有机单晶电荷传输的各向异性 179
7.5 溶液法单晶生长以及其他单晶相关内容 183
参考文献 187
第8章 有机光电晶体管 190
8.1 光电晶体管基本特性 190
8.2 光电晶体管器件结构与工作原理 191
8.3 器件性能及表征 194
8.4 光电功能有机半导体材料 196
8.4.1 有机单分子和高分子材料 197
8.4.2 有机异质结复合材料 202
8.4.3 有机-无机异质结复合材料 204
8.4.4 有机单晶材料 204
8.4.5 其他材料 208
参考文献 209
第9章 提高有机半导体器件性能方法 215
9.1 有机半导体器件性能优化方案 215
9.2 材料合成侧链效应、杂原子效应和分子量效应 217
9.2.1 侧链效应 217
9.2.2 杂原子效应 225
9.2.3 分子量效应 228
9.3 共混及掺杂半导体材料器件 230
9.3.1 小分子半导体与聚合物绝缘体共混 230
9.3.2 小分子半导体与聚合物半导体共混 233
9.3.3 小分子半导体共混 234
9.3.4 聚合物半导体与聚合物绝缘体共混 236
9.3.5 聚合物半导体共混 237
9.3.6 掺杂半导体器件 239
9.4 薄膜工艺优化 242
9.4.1 刷涂法定向分子成膜提高迁移率 242
9.4.2 退火工艺 245
9.4.3 磁场诱导排列 247
9.5 界面工程 249
9.5.1 电极/半导体层界面优化 249
9.5.2 介电层/半导体层界面优化 251
9.6 新型器件结构 254
9.6.1 立式OTFT器件结构 254
9.6.2 双栅极OTFT 256
9.6.3 梳状结构OTFT 258
参考文献 259
第10章 有机薄膜晶体管的应用 270
10.1 应用于集成电路 271
10.1.1 浮栅型有机薄膜晶体管存储器 271
10.1.2 铁电型有机薄膜晶体管存储器 273
10.1.3 聚合物绝缘层有机薄膜晶体管存储器 275
10.2 应用于有源显示驱动 276
10.2.1 OTFT-LCD 276
10.2.2 OTFT-EPD 277
10.2.3 OTFT-OLED 278
10.3 应用于传感器 279
10.3.1 气相传感器 280
10.3.2 液体传感器 282
10.3.3 压力传感器 283
10.4 应用于射频识别 285
参考文献 287
索引 291
