CN104807868A - 一种有机场效应晶体管气体传感器及其制备方法 - Google Patents
一种有机场效应晶体管气体传感器及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104807868A CN104807868A CN201510194571.8A CN201510194571A CN104807868A CN 104807868 A CN104807868 A CN 104807868A CN 201510194571 A CN201510194571 A CN 201510194571A CN 104807868 A CN104807868 A CN 104807868A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- field effect
- organic
- gate insulator
- semiconductor layer
- gas sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005669 field effect Effects 0.000 title claims abstract description 29
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 36
- 229920001800 Shellac Polymers 0.000 claims description 31
- 239000004208 shellac Substances 0.000 claims description 31
- 229940113147 shellac Drugs 0.000 claims description 31
- ZLGIYFNHBLSMPS-ATJNOEHPSA-N shellac Chemical compound OCCCCCC(O)C(O)CCCCCCCC(O)=O.C1C23[C@H](C(O)=O)CCC2[C@](C)(CO)[C@@H]1C(C(O)=O)=C[C@@H]3O ZLGIYFNHBLSMPS-ATJNOEHPSA-N 0.000 claims description 31
- 235000013874 shellac Nutrition 0.000 claims description 31
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 28
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 12
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 12
- SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N pentacene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC5=CC=CC=C5C=C4C=C3C=C21 SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 10
- -1 phthalocyanine ketone Chemical class 0.000 claims description 10
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 8
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 8
- 229920000301 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 7
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 7
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 7
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 7
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 claims description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N indium;tin;hydrate Chemical compound O.[In].[Sn] MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 3
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 2
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 claims description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 claims description 2
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 claims description 2
- 238000001659 ion-beam spectroscopy Methods 0.000 claims description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 10
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 29
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 11
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 7
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Inorganic materials O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000025 natural resin Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 239000012176 shellac wax Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
本发明公开了一种有机场效应晶体管气体传感器及其制备方法，解决了基于有机场效应晶体管气体传感器对气体探测选择性较低的问题，属于电子元器件技术领域。本发明其结构包括从下到上依次设置的衬底，栅电极，栅极绝缘层，有机半导体层，设置在有机半导体层上的源电极和漏电极，本发明通过在所述可溶性栅极绝缘层内引入定量的虫胶，使栅极绝缘层界面具有不同的表面能，诱导生成不同大小的有机半导体晶粒。实现了对氧化性气体的选择性探测，同时通过调整晶粒大小的比例，得到了高性能的有机场效应晶体管。
Description
技术领域
一种有机场效应晶体管气体传感器及其制备方法，用于精确控制有机材料内晶粒的大小，提高有机场效应晶体管气体传感器的选择性，属于电子元器件技术领域。
背景技术
场效应晶体管是光电子和电子技术领域的主流研究方向之一，由于其能在小电流、低电压的条件下工作，因此在大规模集成电路中得到了广泛的应用。近年来，有机半导体材料的有机场效应晶体管(Organic field-effect transistor，简称OFET)由于其在大面积显示、有机集成电路、射频识别技术和传感器方面的应用潜力得到了人们的广泛关注。目前，有机场效应晶体管已经在诸多方面显著改进了以无机场效应晶体管为主的电子信息领域现状。基于有机场效应晶体管的气体传感器具有以下优势：
①有机材料的成膜技术更多，更新，使得器件的尺寸能够更小便于集成化生产，利于集成于大面积显示用作有源驱动，利用有机薄膜大规模制备技术，可以制备大面积的器件；
②有机场效应晶体管具有良好的柔韧性，质量轻，便于携带。在适当范围内对柔性OFET进行反复弯折或扭曲，不会显著影响其电学性能；
③有机场效应晶体管的多个参数可以用于OFET传感器的指示参数，实现多参数的调控模式，使基于OFET的传感器具有更好的响应特性。
目前，基于OFET有机半导体材料的研究是提高器件性能的核心。针对基于OFET传感器的研究也主要集中在有机半导体材料的选择和形貌控制上，其中，有机半导体材料晶粒的大小对OFET传感器的性能有很大的影响。控制有机半导体材料晶粒大小的主要方法是控制成膜速度和采用后退火的工艺。存在的主要问题是形成的晶粒大小难于精确控制，达不到OFET气体传感器的应用要求；且后退火工艺耗时耗力，对器件中其他功能层的耐热能力要求苛刻。同时，基于OFET的气体传感器在对不同气体的选择性方面还存在较大的局限。
发明内容
本发明针对现有技术的不足之处提供了一种有机场效应晶体管气体传感器及其制备方法，解决现有技术中晶粒大小难于精确控制，达不到OFET气体传感器的应用要求的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种有机场效应晶体管气体传感器，其结构包括从下到上依次设置的衬底、栅电极、栅极绝缘层和有机半导体层，设置在有机半导体层上的源电极和漏电极，其特征在于，所述栅极绝缘层为可溶性的，并在栅极绝缘层内加入了10％～50％的虫胶进行混合。
进一步，所述栅极绝缘层为聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)的一种或多种可溶性有机聚合物绝缘材料，厚度为100～600nm。
进一步，所述有机半导体层为聚3-己基噻吩(P3HT)、并五苯、酞菁酮、富勒烯的一种或多种有机半导体材料，厚度为30～300nm。
进一步，所述栅电极、源电极和漏电极为金属或者导电薄膜，源电极和漏电极厚度为10～300nm，所述金属为金、银、铜的一种或多种，所述导电薄膜为氧化铟锡、氧化锌透明的一种或多种。
一种有机场效应晶体管气体传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
①利用洗涤剂、丙酮溶液、去离子水和异丙醇溶液对带透明栅电极ITO的衬底进行清洗，清洗后用氮气吹干；
②将同乙醇进行1:10稀释的虫胶搅拌后，与可溶性栅极绝缘层溶液进行10％～50％的混溶，在栅电极上面制备虫胶-栅极绝缘层；
③在栅极绝缘层上面制备有机半导体层；
④在有机半导体层上制备源电极和漏电极；
⑤将步骤④制得后的有机场效应晶体管器在手套箱进行封装，手套箱为惰性气体氛围。
进一步，所述步骤②中的虫胶-栅极绝缘层、步骤③中的有机半导体层、步骤④中的源电极和漏电极是通过真空蒸镀、离子团束沉积、离子镀、直流溅射镀膜、射频溅射镀膜、离子束溅射镀膜、离子束辅助沉积、等离子增强化学气相沉积、高密度电感耦合式等离子体源化学气相沉积、触媒式化学气相沉积、磁控溅射、电镀、旋涂、浸涂、喷墨打印、辊涂、LB膜中的一种或者几种方式形成。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
一、在有可溶性栅极绝缘层中加入虫胶，可以通过调控虫胶在可溶性栅极绝缘层中所占比例对有机材料的晶粒大小进行精确简便的控制；
二、在有可溶性栅极绝缘层中加入虫胶，达到对多种氧化性气体的选择性探测的目的，同时通过调整晶粒大小的比例，起到提高有机场效应晶体管性能的作用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，从上到下依次为：1-源电极、2-漏电极、3-有机半导体层、4-栅极绝缘层、5-栅电极、6-衬底；
图2是本发明基于虫胶：PMMA＝50:50介电层的有机场效应晶体管气体传感器对二氧化氮的探测性能；
图3是本发明基于虫胶：PMMA＝50:50介电层的有机场效应晶体管气体传感器对二氧化硫、三氧化硫的探测性能。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，器件结构从上到下依次为：源电极1，漏电极2，有机半导体层3，栅极绝缘层4，栅电极5，衬底6；所述可溶性栅极绝缘层为聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)的一种或多种可溶性有机聚合物绝缘材料，厚度为100～600nm；所述有机半导体材料为聚3-己基噻吩(P3HT)、并五苯、酞菁酮、富勒烯的一种或多种有机半导体材料，厚度为30～300nm；所述栅电极、源电极和漏电极为金属或者导电薄膜，其中源电极和漏电极厚度为10～300nm，所述金属为金、银、铜的一种或多种，所述导电薄膜为氧化铟锡、氧化锌透明的一种或多种。
虫胶是一种天然树脂，包括80～90％的树脂，4～7％的紫胶色素，4～7％的紫胶蜡和2～6％的水，具有独特的优良特性，被广泛应用于食品、医药、塑料、军事、电气、橡胶、油墨、皮革、涂料、染料和粘合剂等行业。虫胶无毒，目前在医药工业中主要用于药丸药片的防潮糖衣、药品密封、上光、肠溶药包衣和近年发展起来的营养物与化妆品的胶囊等。紫胶涂料同样可用于食品工业的很多方面，可被人体吸收、可自然降解，例如糖果和糕点涂了紫胶涂料之后，可变得甚为美观、光亮，可以防潮、防结块、防变质和延长贮存时间等。水果用紫胶涂料涂膜后，能在一定时期内抑制水分蒸发，保持新鲜，减少腐烂，改善外观，产生提高经济效益的效果。虫胶产品具有较好的抗张强度、耐磨性、回弹性和硬度，具有理想的机械性能。电学性能方面，虫胶的介电强度高，且在受电弧支配后，无导电性，加上它有良好的粘着性和热塑性，在电器绝缘上有特殊的用途。另外，被水解的虫胶形成的薄膜比天然虫胶形成的薄膜更柔软，这与虫胶中软树脂的增加有关。但水解虫胶膜的水汽浸透性比用天然虫胶膜低一些，所以需要进行一些处理来保证虫胶的水氧阻隔能力。
实施例1：
对由透明衬底及透明导电ITO所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；在透明导电阴极ITO表面旋转涂覆虫胶：PMMA体积比为10:90的栅极绝缘层100nm，并将所形成的薄膜进行烘干；在栅极绝缘层上蒸发并五苯有机半导体层30nm；在有机半导体层上热蒸发金源漏电极10nm。测得器件的饱和电流(ISD)＝70.33μA，阈值电压(VTH)＝-16V，并五苯晶粒大晶粒占主导，小晶粒较少，对氧化性气体探测无选择性。
实施例2：
对由透明衬底及透明导电ITO所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；在透明导电阴极ITO表面旋转涂覆虫胶：PS体积比为15:85的栅极绝缘层200nm，并将所形成的薄膜进行烘干；在栅极绝缘层上蒸发酞菁酮有机半导体层60nm；在有机半导体层上热蒸发银源漏电极50nm。测得器件的饱和电流(ISD)＝67.88μA，阈值电压(VTH)＝-16V，酞菁酮晶粒大晶粒占主导，小晶粒较少，对氧化性气体探测无选择性。
实施例3：
对由透明衬底及透明导电ITO所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；在透明导电阴极ITO表面旋转涂覆虫胶：PVA体积比为20:80的栅极绝缘层300nm，并将所形成的薄膜进行烘干；在栅极绝缘层上蒸发富勒烯有机半导体层90nm；在有机半导体层上热蒸发铜源电极和漏电极80nm。测得器件的饱和电流(ISD)＝65.19μA，阈值电压(VTH)＝-16V，富勒烯大晶粒较多，小晶粒较少。对二氧化氮、二氧化硫、三氧化硫三种氧化性气体的选择性探测对比度较差。
实施例4：
对由透明衬底及透明导电ITO所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；在透明导电阴极ITO表面旋转涂覆虫胶：PVDF体积比为25:75的栅极绝缘层400nm，并将所形成的薄膜进行烘干；在栅极绝缘层上旋涂P3HT有机半导体层150nm；在有机半导体层上热蒸发金源漏电极150nm。测得器件的饱和电流(ISD)＝60.19μA，阈值电压(VTH)＝-16V，P3HT大晶粒较多，小晶粒较少。对二氧化氮、二氧化硫、三氧化硫三种氧化性气体的选择性探测对比度较差。
实施例5：
对由透明衬底及透明导电ITO所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；在透明导电阴极ITO表面旋转涂覆虫胶：PI体积比为30:70的栅极绝缘层500nm，并将所形成的薄膜进行烘干；在栅极绝缘层上蒸发并五苯有机半导体层200nm；在有机半导体层上热蒸发金源漏电极200nm。测得器件的饱和电流(ISD)＝55.56μA，阈值电压(VTH)＝-17V，并五苯大晶粒较多，小晶粒较少。对二氧化氮、二氧化硫、三氧化硫三种氧化性气体的选择性探测对比度中等。
实施例6：
对由透明衬底及透明导电ITO所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；在透明导电阴极ITO表面旋转涂覆虫胶：PMMA体积比为35:65的栅极绝缘层600nm，并将所形成的薄膜进行烘干；在栅极绝缘层上蒸发并五苯有机半导体层300nm；在有机半导体层上热蒸发金源电极和漏电极300nm。测得器件的饱和电流(ISD)＝52.83μA，阈值电压(VTH)＝-17V，并五苯大小晶粒趋于一致。对二氧化氮、二氧化硫、三氧化硫三种氧化性气体的选择性探测对比度较好。
实施例7：
对由透明衬底及透明导电ITO所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；在透明导电阴极ITO表面旋转涂覆虫胶：PMMA体积比为40:60的栅极绝缘层600nm，并将所形成的薄膜进行烘干；在栅极绝缘层上蒸发并五苯有机半导体层300nm；在有机半导体层上热蒸发金源漏电极50nm。测得器件的饱和电流(ISD)＝50.19μA，阈值电压(VTH)＝-18V，并五苯晶粒大小交错。对二氧化氮、二氧化硫、三氧化硫三种氧化性气体的选择性探测对比度好。
表1：加入不同比例的虫胶的器件性能参数表
| 虫胶：PMMA | VTH(V) | ISD(μA) | 对气体的选择性探测 |
| 0:100 | -16 | 46.88 | 无 |
| 10:90 | -16 | 70.33 | 无 |
| 15:85 | -16 | 67.88 | 无 |
| 20:80 | -16 | 65.19 | 较差 |
| 25:75 | -16 | 60.19 | 较差 |
| 30:70 | -17 | 55.56 | 中等 |
| 35:65 | -17 | 52.83 | 较好 |
| 40:60 | -18 | 50.19 | 好 |
Claims (6)
1.一种有机场效应晶体管气体传感器，其结构包括从下到上依次设置的衬底(6)、栅电极(5)、栅极绝缘层(4)和有机半导体层(3)，设置在有机半导体层(3)上的源电极(1)和漏电极(2)，其特征在于：所述栅极绝缘层(4)为可溶性的，并在栅极绝缘层(4)内加入了10％～50％的虫胶进行混合。
2.根据权利要求1所述的一种有机场效应晶体管气体传感器，其特征在于：所述栅极绝缘层(4)为聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)的一种或多种可溶性有机聚合物绝缘材料，厚度为100～600nm。
3.根据权利要求1所述的一种有机场效应晶体管气体传感器，其特征在于：所述有机半导体层(3)为聚3-己基噻吩(P3HT)、并五苯、酞菁酮、富勒烯的一种或多种有机半导体材料，厚度为30～300nm。
4.根据权利要求1所述的一种有机场效应晶体管气体传感器，其特征在于：所述栅电极(5)、源电极(1)和漏电极(2)为金属或者导电薄膜，源电极和漏电极厚度为10～300nm，所述金属为金、银、铜的一种或多种，所述导电薄膜为氧化铟锡或氧化锌透明的一种或多种。
5.一种有机场效应晶体管气体传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
①利用洗涤剂、丙酮溶液、去离子水和异丙醇溶液对带透明栅电极ITO的衬底(6)进行清洗，清洗后用氮气吹干；
②将同乙醇进行1:10稀释的虫胶搅拌后，与可溶性栅极绝缘层(4)溶液进行10％～50％的混溶，在栅电极(5)上面制备虫胶-栅极绝缘层(4)；
③在栅极绝缘(4)上面制备有机半导体层(3)；
④在有机半导体层(3)上制备源电极(1)和漏电极(2)；
⑤将步骤④制得后的有机场效应晶体管器在手套箱进行封装，手套箱为惰性气体氛围。
6.根据权利要求5所述的一种有机场效应晶体管气体传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤②中的虫胶-栅极绝缘层(4)、步骤③中的有机半导体层(3)、步骤④中的源电极(1)和漏电极(2)是通过真空蒸镀、离子团束沉积、离子镀、直流溅射镀膜、射频溅射镀膜、离子束溅射镀膜、离子束辅助沉积、等离子增强化学气相沉积、高密度电感耦合式等离子体源化学气相沉积、触媒式化学气相沉积、磁控溅射、电镀、旋涂、浸涂、喷墨打印、辊涂、LB膜中的一种或者几种方式形成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510194571.8A CN104807868A (zh) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | 一种有机场效应晶体管气体传感器及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510194571.8A CN104807868A (zh) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | 一种有机场效应晶体管气体传感器及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104807868A true CN104807868A (zh) | 2015-07-29 |
Family
ID=53692877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510194571.8A Pending CN104807868A (zh) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | 一种有机场效应晶体管气体传感器及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104807868A (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105334257A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-02-17 | 电子科技大学 | 一种含有功能绝缘层的有机场效应管氨气传感器 |
| CN105911125A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-08-31 | 塔力哈尔·夏依木拉提 | 一种提高场效应晶体管式气体传感器选择性的方法 |
| CN106226378A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-12-14 | 电子科技大学 | 一种嵌有含氟聚合物的二氧化氮传感器及其制备方法 |
| CN107565019A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-09 | 电子科技大学 | 一种基于有机场效应管氨气传感器及其制备方法 |
| CN108627543A (zh) * | 2017-03-23 | 2018-10-09 | 张家港康得新光电材料有限公司 | 柔性气体传感器与其制作方法 |
| CN110354691A (zh) * | 2018-03-26 | 2019-10-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 气体筛选膜及其制造方法和面罩 |
| CN111430539A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-07-17 | 电子科技大学 | 一种长寿命电子皮肤及其制备方法 |
| CN111490161A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-08-04 | 电子科技大学 | 一种有机薄场效应晶体管及其制备方法 |
| CN111505088A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-08-07 | 电子科技大学 | 一种高稳定性的皮肤触觉传感器及其制备方法 |
| CN111505089A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-08-07 | 电子科技大学 | 一种基于有机场效应晶体管的二氧化硫传感器及其制备方法 |
| CN112666239A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-04-16 | 长春工业大学 | 一种基于共混聚合物介电层的ofet气体传感器制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140093902A1 (en) * | 2009-08-31 | 2014-04-03 | Tufts University | Silk transistor devices |
-
2015
- 2015-04-22 CN CN201510194571.8A patent/CN104807868A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140093902A1 (en) * | 2009-08-31 | 2014-04-03 | Tufts University | Silk transistor devices |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| JIA GAO等: "Controlling of the surface energy of the gate dielectric in organic field-effect transistors by polymer blend", 《APPLIED PHYSICS LETTERS》 * |
| LI HAI-QIANG等: "High performance pentacene organic field-effect transistors consisting of biocompatible PMMA/silk fibroin bilayer dielectric", 《CHINESE PHYSICAL B》 * |
| MIHAI IRIMIA-VLADU等: "Natural resin shellac as a substrate and a dielectric layer for organic field-effect transistors", 《GREEN CHEMISTRY》 * |
| WEI HUANG等: "Polymer dielectric layer functionality in organic field-effect transistor based ammonia gas sensor", 《ORGANIC ELECTRONICS》 * |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105334257A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-02-17 | 电子科技大学 | 一种含有功能绝缘层的有机场效应管氨气传感器 |
| CN105911125A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-08-31 | 塔力哈尔·夏依木拉提 | 一种提高场效应晶体管式气体传感器选择性的方法 |
| CN106226378A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-12-14 | 电子科技大学 | 一种嵌有含氟聚合物的二氧化氮传感器及其制备方法 |
| CN106226378B (zh) * | 2016-07-13 | 2019-03-12 | 电子科技大学 | 一种嵌有含氟聚合物的二氧化氮传感器及其制备方法 |
| CN108627543A (zh) * | 2017-03-23 | 2018-10-09 | 张家港康得新光电材料有限公司 | 柔性气体传感器与其制作方法 |
| CN108627543B (zh) * | 2017-03-23 | 2022-02-01 | 张家港康得新光电材料有限公司 | 柔性气体传感器与其制作方法 |
| CN107565019A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-09 | 电子科技大学 | 一种基于有机场效应管氨气传感器及其制备方法 |
| US11229877B2 (en) | 2018-03-26 | 2022-01-25 | Hefei Xinsheng Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Gas screening film and manufacturing method thereof and face mask |
| CN110354691A (zh) * | 2018-03-26 | 2019-10-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 气体筛选膜及其制造方法和面罩 |
| CN110354691B (zh) * | 2018-03-26 | 2020-12-18 | 京东方科技集团股份有限公司 | 气体筛选膜及其制造方法和面罩 |
| CN111430539A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-07-17 | 电子科技大学 | 一种长寿命电子皮肤及其制备方法 |
| CN111505088A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-08-07 | 电子科技大学 | 一种高稳定性的皮肤触觉传感器及其制备方法 |
| CN111490161A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-08-04 | 电子科技大学 | 一种有机薄场效应晶体管及其制备方法 |
| CN111505089B (zh) * | 2020-04-24 | 2021-08-10 | 电子科技大学 | 一种基于有机场效应晶体管的二氧化硫传感器及其制备方法 |
| CN111505089A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-08-07 | 电子科技大学 | 一种基于有机场效应晶体管的二氧化硫传感器及其制备方法 |
| CN112666239A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-04-16 | 长春工业大学 | 一种基于共混聚合物介电层的ofet气体传感器制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104807868A (zh) | 一种有机场效应晶体管气体传感器及其制备方法 | |
| CN104849336B (zh) | 有机场效应晶体管气体传感器及其制备方法 | |
| Leydecker et al. | Organic-based inverters: basic concepts, materials, novel architectures and applications | |
| Ji et al. | Large scale, flexible organic transistor arrays and circuits based on polyimide materials | |
| US8134145B2 (en) | Organic electronic device | |
| CN102610756B (zh) | 一种溶液法低电压高性能有机薄膜晶体管及其制备方法 | |
| Jo et al. | Flexible metal oxide semiconductor devices made by solution methods | |
| CN106531887A (zh) | 一种可低电压擦写的铁电有机晶体管非易失性存储器 | |
| Qi et al. | All-brush-painted top-gate organic thin-film transistors | |
| CN108831996A (zh) | 一种三层异质结有机场效应晶体管存储器及制备方法 | |
| KR20190092577A (ko) | 포르피린 멤리스터 및 그의 제조 방법 | |
| CN104335333A (zh) | 含金属氧化物半导体层的制造方法和电子设备 | |
| CN105510389A (zh) | 一种基于有机场效应晶体管的湿度传感器及其制备方法 | |
| TW201034269A (en) | Organic thin film transistor which contains azole complex to dielectric insulating layer | |
| CN113013253B (zh) | 一种p型薄膜晶体管及其制备方法和反相器 | |
| CN101101967A (zh) | 低成本高性能有机场效应晶体管及制备方法 | |
| US8664648B2 (en) | N-type organic thin film transistor, ambipolar field-effect transistor, and method of fabricating the same | |
| CN107565020A (zh) | 一种基于有机场效应管的甲醛传感器及其制备方法 | |
| Lin et al. | Improved performances of inkjet-printed poly (3-hexylthiophene) organic thin-film transistors by inserting an ionic self-assembled monolayer | |
| CN104792849A (zh) | 基于虫胶封装/调控的场效应管气体传感器及其制备方法 | |
| TWI418072B (zh) | 以紙做為基板並以蠶絲做為介電材料之有機薄膜電晶體及其製作方法 | |
| TW200537689A (en) | Method for enhancing the electrical characteristics of organic electronic devices | |
| Kwon et al. | Fabrication of ultrathin low-voltage-driven printed organic circuits with anodized gate islands | |
| CN111490161A (zh) | 一种有机薄场效应晶体管及其制备方法 | |
| CN106531886A (zh) | 一种基于量子点有机场效应晶体管光敏存储器及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150729 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |