CN115132923B - 光稳有机场效应晶体管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了光稳有机场效应晶体管，在所述光稳有机场效应晶体管的导电沟道内或在所述导电沟道的上方/下方分布有极性粒子，其中，所述导电沟道为光稳有机场效应晶体管内有机半导体层靠近介电层一面起向远离该介电层方向厚度为1～3个有机半导体分子的全部或部分有机半导体层。本发明的光稳有机场效应晶体管在辐照高达410mW/cm2下也可保持有机场效应晶体管电学性能的稳定，晴朗天气的太阳光辐照光功率密度大概为138mW/cm2，本发明光稳有机场效应晶体管所获得的光稳数据远超已报道的光稳定有机场效应晶体管耐受光功率密度最高值和太阳光辐照强度，保证了基于有机场效应晶体管的可穿戴电子设备在光照环境中的稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于有机场效应晶体管技术领域，具体来说涉及一种光稳有机场效应晶体管。
背景技术
有机场效应晶体管具有机械柔性、质量轻便、价格低廉等优势，是下一代柔性电子技术的核心元器件。随着技术的发展，目前有机场效应晶体管的某些性能参数已经超越了无定形硅。然而，经过三十多年的发展，仍然没有基于有机场效应晶体管的商业化产品问世，其主要瓶颈问题在于器件稳定性差。除了材料的化学结构稳定性和聚集态结构稳定性外，有机半导体在光照下发生的光电响应也会严重影响晶体管的电学稳定性，主要失稳形式表现为关态电流的上升和阈值电压的漂移。因此，需要降低有机场效应晶体管的光敏感性。
有机场效应晶体管的光电响应效率受有机半导体的光学带隙和缺陷密度决定，但大多数有机半导体的光学带隙处于自然光能量范围内，具有较强的光吸收。此外，有机场效应晶体管的半导体内部和半导体/介电层界面上不可避免地存在缺陷，特别是在多晶薄膜体系中(制备大面积有机场效应晶体管集成电路的首选方案)，缺陷密度非常大。大量的电荷缺陷将会促使光生激子的分离。因此，要设计一种普适性高、适用于多缺陷体系的光稳有机场效应晶体管是非常困难的。
目前已报道的解决方案包括构筑遮光层、设计宽带隙半导体分子、减少缺陷密度、促进激子重组等方案。但这些方案都存在一些问题，例如，构筑遮光层将使电路的设计和制备更加复杂；宽带隙半导体分子只能降低宽波段的光吸收，对低波段无效；减少缺陷密度(主要指制备有机半导体单晶和使用低表面能介电层)对于构筑大面积有机电路并不现实；促进激子重组的方案没有揭示清楚工作原理，因此不具有指导意义和普适性。此外，以上所有方案都只能使有机场效应晶体管在较低功率密度的光照下保持电学稳定，文献中已报道的光稳定有机场效应晶体管的耐受光功率密度最高值仅为69.6mW/cm2(Y.Moon,C.Lee,H.Kim,Y.Kim,Adv.Electron.Mater.2018,4.1800375.)远低于太阳光照射的光功率密度(约为138mW/cm2)，不能够保证基于有机场效应晶体管的可穿戴设备在自然光照射下稳定工作。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光稳有机场效应晶体管。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
一种光稳有机场效应晶体管，在所述光稳有机场效应晶体管的导电沟道内或在所述导电沟道的上方/下方分布有极性粒子，其中，所述导电沟道为光稳有机场效应晶体管内有机半导体层靠近介电层一面起向远离该介电层方向厚度为1～3个有机半导体分子的全部或部分有机半导体层。
在上述技术方案中，所述极性粒子为小分子极性分子、聚合物极性分子、有机盐和离子液体中的一种或多种的混合物。
在上述技术方案中，所述小分子极性分子为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)，所述聚合物极性分子为聚丙烯酸(PAA)，所述有机盐为聚(苯乙烯磺酸钠)(PSSNa)，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺(EMIM-TFSI)。
在上述技术方案中，当在所述导电沟道的下方分布有极性粒子时，所述光稳有机场效应晶体管包括：栅极、介电层、极性粒子层、有机半导体层、源极和漏极，所述介电层覆盖在栅极的上表面，所述极性粒子层覆盖在所述介电层的上表面，所述有机半导体层覆盖在所述极性粒子层的上表面，所述源极和漏极设置在所述有机半导体层上，其中，所述极性粒子层由极性粒子紧密排列而成，所述极性粒子层的厚度为5nm～200nm，有机半导体层的厚度为3nm～200nm，制备所述极性粒子层的方法为旋涂法或蒸镀法。
在上述技术方案中，当在所述导电沟道的上方分布有极性粒子时，所述光稳有机场效应晶体管包括：栅极、介电层、有机半导体层、源极和漏极，所述介电层覆盖在栅极的上表面，所述有机半导体层覆盖在所述介电层的上表面，所述源极和漏极设置在所述有机半导体层上，其中，有机半导体层的厚度为3nm～200nm，所述极性粒子位于所述有机半导体层内，极性粒子的厚度为5-10nm，制备所述光稳有机场效应晶体管时引入极性粒子的方法为蒸镀法或旋涂法。
在上述技术方案中，当在所述导电沟道的上方分布有极性粒子时，所述光稳有机场效应晶体管包括：栅极、介电层、有机半导体层、源极和漏极，所述介电层覆盖在栅极的上表面，所述有机半导体层覆盖在所述介电层的上表面，所述源极和漏极设置在所述有机半导体层上，其中，有机半导体层的厚度为3nm～5nm，所述极性粒子位于所述有机半导体层的上表面，极性粒子的厚度为5-200nm，制备所述光稳有机场效应晶体管时引入极性粒子的方法为蒸镀法或旋涂法。
在上述技术方案中，当在所述导电沟道内分布有极性粒子时，所述光稳有机场效应晶体管包括：栅极、介电层、有机半导体层、源极和漏极，所述介电层覆盖在栅极的上表面，所述有机半导体层覆盖在所述介电层的上表面，所述源极和漏极设置在所述有机半导体层上，其中，有机半导体层的厚度为3nm～200nm，极性粒子的厚度小于或等于有机半导体层的厚度，制备所述光稳有机场效应晶体管时引入极性粒子的方法为共蒸法或旋涂法。
在上述技术方案中，所述有机半导体分子为小分子有机半导体或聚合物有机半导体。
小分子有机半导体为DPA(2,6-二苯基蒽)、DNTT(双萘并[2,3-b:2’,3’-f]噻吩并[3,2-b]噻吩)、并五苯、C60(富勒烯)、红萤烯和α-六噻吩中的一种或多种的混合物。
聚合物有机半导体为P3HT(聚(3-己基噻吩-2,5-二基))和PBTTT-C14(聚[2,5-双(3-十四烷基噻吩-2-基)噻吩\[3,2-b噻吩])中的一种或多种的混合物。
相比于现有技术，本发明的有益技术效果如下：
本发明光稳有机场效应晶体管通过在有机半导体层内的导电沟道的各个界面上引入极性粒子，使光生激子淬灭，从源头上抑制了光生载流子的形成，有机场效应晶体管所产生的光电流极低，转移曲线和输出曲线都表现出极高的稳定性，大幅增强有机场效应晶体管对光辐照的耐受性。
本发明的光稳有机场效应晶体管在辐照高达410mW/cm2下也可保持有机场效应晶体管电学性能的稳定，晴朗天气的太阳光辐照光功率密度大概为138mW/cm2，本发明光稳有机场效应晶体管所获得的光稳数据远超已报道的光稳定有机场效应晶体管耐受光功率密度最高值(69.6mW/cm2)和太阳光辐照强度，保证了基于有机场效应晶体管的可穿戴电子设备在光照环境中的稳定运行。
附图说明
图1为本发明的光稳有机场效应晶体管的结构示意图，其中，a为导电沟道的下方分布有极性粒子，b为导电沟道内分布有极性粒子；
图2为本发明的光稳有机场效应晶体管的结构示意图，其中，a为导电沟道的上方分布有极性粒子且极性粒子位于有机半导体层内，b为导电沟道的上方分布有极性粒子且极性粒子位于有机半导体层的上表面；
图3为光稳有机场效应晶体管的转移曲线，其中，a为实施例1，b为实施例2，c为实施例3；
图4为实施例4所得光稳有机场效应晶体管的转移曲线；
图5为实施例5所得光稳有机场效应晶体管的转移曲线；
图6为实施例6所得光稳有机场效应晶体管的转移曲线；
图7为实施例7所得光稳有机场效应晶体管的转移曲线；
图8为实施例8所得光稳有机场效应晶体管的转移曲线；
图9为实施例9所得光稳有机场效应晶体管的转移曲线；
图10为实施例10所得光稳有机场效应晶体管的转移曲线；
图11为实施例11所得有机场效应晶体管的转移曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
下述实施例中药品的购买源如下：
有机半导体分子：
DPA(2,6-二苯基蒽)：纯度：99％，来源：上海大然化学有限公司；
聚噻吩(聚合物有机半导体)：平均分子量：50,000-100,000，来源：西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；
极性粒子：
1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi，小分子极性分子)
纯度99.5％，来源：西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；
聚丙烯酸(PAA，聚合物极性分子)：浓度：质量百分数为50％，分子量：2000-5000，来源：西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；
1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺(EMIM-TFSI，离子液体)：纯度：99％，来源：西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；
聚(苯乙烯磺酸钠)(PSSNa)：分子量：17,000，来源：西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；
重掺杂硅片的尺寸：1cm*1cm。
一种光稳有机场效应晶体管，在光稳有机场效应晶体管的导电沟道内或在导电沟道的上方/下方分布有极性粒子，其中，导电沟道为光稳有机场效应晶体管内有机半导体层靠近介电层一面起向远离该介电层方向厚度为1～3个有机半导体分子的全部或部分有机半导体层。
极性粒子为小分子极性分子、聚合物极性分子、有机盐和离子液体中的一种或多种的混合物。有机半导体分子可以为小分子有机半导体或聚合物有机半导体。小分子有机半导体例如可以为DPA(2,6-二苯基蒽)、DNTT(双萘并[2,3-b:2’,3’-f]噻吩并[3,2-b]噻吩)、并五苯、C60(富勒烯)、红萤烯、α-六噻吩中的一种或多种的混合物。聚合物有机半导体例如可以为P3HT(聚(3-己基噻吩-2,5-二基))和PBTTT-C14(聚[2,5-双(3-十四烷基噻吩-2-基)噻吩\[3,2-b噻吩])中的一种或多种的混合物。
如图1a所示，当在导电沟道的下方分布有极性粒子时，光稳有机场效应晶体管包括：栅极、介电层、极性粒子层、有机半导体层、源极和漏极，介电层覆盖在栅极的上表面，极性粒子层覆盖在介电层的上表面，有机半导体层覆盖在极性粒子层的上表面，源极和漏极设置在有机半导体层上，其中，极性粒子层由极性粒子紧密排列而成，极性粒子层的厚度为5nm～200nm，有机半导体层的厚度为3nm～200nm，制备极性粒子层的方法为旋涂法或蒸镀法。
如图1b所示，当在导电沟道内分布有极性粒子时，光稳有机场效应晶体管包括：栅极、介电层、有机半导体层、源极和漏极，介电层覆盖在栅极的上表面，有机半导体层覆盖在介电层的上表面，源极和漏极设置在有机半导体层上，其中，有机半导体层的厚度为3nm～200nm，只要保证导电沟道内有极性粒子即可，极性粒子的厚度小于或等于有机半导体层的厚度，另外，导电沟道内的极性粒子可以是紧密排列的层状也可以是间隔的颗粒状，制备光稳有机场效应晶体管时引入极性粒子的方法为共蒸法或旋涂法。
如图2a所示，当在导电沟道的上方分布有极性粒子时，光稳有机场效应晶体管包括：栅极、介电层、有机半导体层、源极和漏极，介电层覆盖在栅极的上表面，有机半导体层覆盖在介电层的上表面，源极和漏极设置在有机半导体层上，其中，有机半导体层的厚度为3nm～200nm，极性粒子位于有机半导体层内，只要保证导电沟道的上表面有极性粒子即可，至于除去导电沟道上表面外有机半导体层内其他位置是否分布有极性粒子均可，极性粒子的厚度为5nm～10nm，极性粒子可以是紧密排列的层状也可以是间隔的颗粒状，制备光稳有机场效应晶体管时引入极性粒子的方法为蒸镀法或旋涂法。
如图2b所示，当在导电沟道的上方分布有极性粒子时，光稳有机场效应晶体管包括：栅极、介电层、有机半导体层、源极和漏极，介电层覆盖在栅极的上表面，有机半导体层覆盖在介电层的上表面，源极和漏极设置在有机半导体层上，其中，只要保证导电沟道的上表面有极性粒子即可，至于有机半导体层内是否分布有极性粒子均可，有机半导体层的厚度为3nm～5nm，极性粒子位于有机半导体层的上表面，极性粒子可以是紧密排列的层状也可以是间隔的颗粒状，极性粒子的厚度为5nm～200nm，制备光稳有机场效应晶体管时引入极性粒子的方法为蒸镀法或旋涂法
实施例1
如图1a所示光稳有机场效应晶体管的制备方法包括：
(1)以500μm厚的重掺杂硅片为栅极，重掺杂硅片表面自然氧化的二氧化硅为介电层，介电层的厚度为2nm，在介电层表面滴加10ml质量百分数为15％的聚丙烯酸水溶液，用旋涂法旋转重掺杂硅片，旋转速度为8000转每分钟，时间为60s，得到200nm厚的聚丙烯酸薄膜作为极性粒子层，由于聚丙烯酸分子链上的羧酸根可电离，具有强极性；
(2)用蒸镀法在聚丙烯酸薄膜表面沉积20nm厚的DPA作为有机半导体层，蒸镀速率为
(3)用蒸镀法在有机半导体层上沉积20nm厚的金源漏电极，蒸镀速率为得到光稳有机场效应晶体管。
在不同功率密度的光照下测试该光稳有机场效应晶体管，其电学性质非常稳定(图3a)，最大光照耐受值达到410mW/cm2。
实施例2
如图1a所示光稳有机场效应晶体管的制备方法包括：
(1)以500μm厚的重掺杂硅片为栅极，重掺杂硅片表面自然氧化的二氧化硅为介电层，介电层的厚度为2nm，在介电层表面滴加10ml质量百分数为15％的聚丙烯酸水溶液，用旋涂法旋转重掺杂硅片，旋转速度为8000转每分钟，时间为60s，得到200nm厚的聚丙烯酸薄膜作为极性粒子层，由于聚丙烯酸分子链上的羧酸根可电离，具有强极性；
(2)用蒸镀法在聚丙烯酸薄膜表面沉积20nm厚的并五苯作为有机半导体层，蒸镀速率为
(3)用蒸镀法在有机半导体层上沉积20nm厚的金源漏电极，蒸镀速率为得到光稳有机场效应晶体管；
在不同功率密度的光照下测试该光稳有机场效应晶体管，其电学性质非常稳定(图3b)，最大光照耐受值达到410mW/cm2。
实施例3
如图1a所示光稳有机场效应晶体管的制备方法包括：
(1)以500μm厚的重掺杂硅片为栅极，重掺杂硅片表面自然氧化的二氧化硅为介电层，介电层的厚度为2nm，在介电层表面滴加10ml质量百分数为15％的聚丙烯酸水溶液，用旋涂法旋转重掺杂硅片，旋转速度为8000转每分钟，时间为60s，得到200nm厚的聚丙烯酸薄膜作为极性粒子层，由于聚丙烯酸分子链上的羧酸根可电离，具有强极性；
(2)用蒸镀法在聚丙烯酸薄膜表面沉积20nm厚的DNTT作为有机半导体层，蒸镀速率为
(3)用蒸镀法在有机半导体层上沉积20nm厚的金源漏电极，蒸镀速率为得到光稳有机场效应晶体管；
在不同功率密度的光照下测试该光稳有机场效应晶体管，其电学性质非常稳定(图3c)，最大光照耐受值达到410mW/cm2。
实施例4
如图1a所示光稳有机场效应晶体管的制备方法包括：
(1)以500μm厚的重掺杂硅片为栅极，重掺杂硅片表面自然氧化的二氧化硅为介电层，介电层的厚度为300nm；
(2)用蒸镀法在介电层表面蒸镀5nm厚的TPBi作为极性粒子层，蒸镀速率为
(3)用蒸镀法再沉积20nm厚的DPA作为有机半导体层，蒸镀速率为重掺杂硅片不加热；
(4)用蒸镀法在有机半导体层的表面沉积20nm厚的金源漏电极，蒸镀速率为 得到光稳有机场效应晶体管；
在不同功率密度的光照下测试该光稳有机场效应晶体管，其电学性能非常稳定(图4)，最大光辐照耐受值达到410mW/cm2。
实施例5
如图1a所示光稳有机场效应晶体管的制备方法包括：
(1)将EMIM-TFSI与聚苯乙烯(PS)按1：10的质量比混合，溶于丙酮，EMIM-TFSI和聚苯乙烯的浓度和为12.5wt％，得到离子液体溶液；
(2)以500μm厚的重掺杂硅片为栅极，重掺杂硅片表面自然氧化的二氧化硅为介电层，介电层的厚度为2nm，在介电层表面滴加10ml离子液体溶液，用旋涂法旋转重掺杂硅片，旋转速度为2000转每分钟，时间为60s，得到200nm厚的离子液体薄膜作为极性粒子层，加热至80℃退火30min，可电离的EMIM-TFSI离子液体具有强极性；
(3)用蒸镀法在极性粒子层上沉积20nm厚的DPA作为有机半导体层，蒸镀速率为
(4)用蒸镀法在有机半导体层上沉积20nm厚的金源漏电极，蒸镀速率为得到光稳有机场效应晶体管；
在不同功率密度的光照下测试该光稳有机场效应晶体管，其电学性能非常稳定(图5)，最大光辐照耐受值达到410mW/cm2。
实施例6
如图1a所示光稳有机场效应晶体管的制备方法包括：
(1)将PSSNa溶于去离子水，得到PSSNa浓度为20wt％的有机盐溶液；
(2)以500μm厚的重掺杂硅片为栅极，重掺杂硅片表面自然氧化的二氧化硅为介电层，介电层的厚度为2nm，在介电层表面滴加10ml有机盐溶液，用旋涂法旋转重掺杂硅片，旋转速度为2000转每分钟，时间为60s，得到200nm厚的有机盐薄膜作为极性粒子层，加热至100℃退火30min，可电离的PSSNa具有强极性；
(3)用蒸镀法在极性粒子层上沉积20nm厚的DPA作为有机半导体层，蒸镀速率为
(4)用蒸镀法在有机半导体层上沉积20nm厚的金源漏电极，蒸镀速率为得到光稳有机场效应晶体管；
在不同功率密度的光照下测试该光稳有机场效应晶体管，其电学性能非常稳定(图6)，最大光辐照耐受值达到410mW/cm2。
实施例7
如图2a所示光稳有机场效应晶体管的制备方法包括：
(1)以500μm厚的重掺杂硅片为栅极，重掺杂硅片表面自然氧化的二氧化硅为介电层，介电层的厚度为300nm；
(2)用蒸镀法在介电层表面沉积5nm DPA作为第一有机半导体层，蒸镀速率为
(3)用蒸镀法在第一有机半导体层上沉积5nm厚的TPBi，蒸镀速率为
(4)用蒸镀法在TPBi上继续沉积20nm DPA作为第二有机半导体层，蒸镀速率为第一有机半导体层和第二有机半导体层共同组成有机半导体层；
(5)用蒸镀法在有机半导体层上沉积20nm厚的金源漏电极，蒸镀速率为得到光稳有机场效应晶体管；
在不同功率密度的光照下测试该光稳有机场效应晶体管，其电学性能非常稳定(图7)，最大光辐照耐受值达到410mW/cm2。
实施例8
如图2b所示光稳有机场效应晶体管的制备方法包括：
(1)以500μm厚的重掺杂硅片为栅极，重掺杂硅片表面自然氧化的二氧化硅为介电层，介电层的厚度为300nm；
(2)用蒸镀法在介电层表面沉积5nm DPA作为有机半导体层，蒸镀速率为
(3)用蒸镀法在有机半导体层上沉积5nm厚的TPBi，蒸镀速率为
(4)用蒸镀法再沉积20nm厚的金源漏电极，蒸镀速率为得到光稳有机场效应晶体管；
在不同功率密度的光照下测试该光稳有机场效应晶体管，其电学性能非常稳定(图8)，最大光辐照耐受值达到410mW/cm2。
实施例9
如图1b所示光稳有机场效应晶体管的制备方法包括：
(1)以500μm厚的重掺杂硅片为栅极，重掺杂硅片表面自然氧化的二氧化硅为介电层，介电层的厚度为300nm；
(2)用共蒸法同时在介电层表面沉积半导体DPA和极性粒子TPBi，DPA的蒸镀速率为TPBi的蒸镀速率为/>共同蒸镀至20nm厚，使有机半导体层的导电沟道内分布有极性粒子；
(3)用蒸镀法在有机半导体层上沉积20nm厚的金源漏电极，蒸镀速率为得到光稳有机场效应晶体管(图1b)；
在不同功率密度的光照下测试该光稳有机场效应晶体管，其电学性能非常稳定(图9)，最大光辐照耐受值达到410mW/cm2。
实施例10
如图1b所示光稳有机场效应晶体管的制备方法包括：
(1)以500μm厚的重掺杂硅片为栅极，重掺杂硅片表面自然氧化的二氧化硅为介电层，介电层的厚度为300nm；
(2)将有机半导体分子P3HT与极性粒子TPBi共同溶于氯苯，P3HT与TPBi的分子摩尔比为10：1，得到P3HT与TPBi浓度和为5mg/ml的混合溶液；
(3)用旋涂法在介电层表面制备P3HT和TPBi混合薄膜，使有机半导体层的导电沟道内分布有极性粒子，具体方法为：在介电层表面滴加10ml P3HT和TPBi的混合溶液，旋转速度为2000转每分钟，时间为60s，得200nm厚的有机半导体层且该有机半导体层分布有极性粒子TPBi；
(4)用蒸镀法在有机半导体层上沉积20nm厚的金源漏电极，蒸镀速率为得到光稳有机场效应晶体管(图1b)；
在不同功率密度的光照下测试该光稳有机场效应晶体管，其电学性能非常稳定(图10)，最大光辐照耐受值达到410mW/cm2。
实施例11(对比例)
一种有机场效应晶体管的制备方法包括：
(1)以500μm厚的重掺杂硅片为栅极，重掺杂硅片表面自然氧化的二氧化硅为介电层，介电层的厚度为300nm；
(2)用蒸镀法在介电层上沉积20nm厚的DPA作为有机半导体层，蒸镀速率为
(3)用蒸镀法在有机半导体层上沉积20nm厚的金源漏电极，蒸镀速率为得到有机场效应晶体管；
在不同功率密度的光照下测试该有机场效应晶体管，其源漏电流和阈值电压发生大幅度偏移(图11)。
实施例1-10通过引入极性粒子，使有机场效应晶体管在光照下保持电学性质的稳定；对比实施例11中不含极性粒子的有机场效应晶体管，其光电响应非常强。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种光稳有机场效应晶体管，其特征在于，在所述光稳有机场效应晶体管的导电沟道内或在所述导电沟道的上方/下方分布有极性粒子，其中，所述导电沟道为光稳有机场效应晶体管内有机半导体层靠近介电层一面起向远离该介电层方向厚度为1～3个有机半导体分子的全部或部分有机半导体层；
所述极性粒子为小分子极性分子、聚合物极性分子、有机盐和离子液体中的一种或多种的混合物；
所述小分子极性分子为1 ,3 ,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯，所述聚合物极性分子为聚丙烯酸，所述有机盐为聚(苯乙烯磺酸钠)，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺；
所述有机半导体分子为小分子有机半导体或聚合物有机半导体。
2.根据权利要求1所述的光稳有机场效应晶体管，其特征在于，当在所述导电沟道的下方分布有极性粒子时，所述光稳有机场效应晶体管包括：栅极、介电层、极性粒子层、有机半导体层、源极和漏极，所述介电层覆盖在栅极的上表面，所述极性粒子层覆盖在所述介电层的上表面，所述有机半导体层覆盖在所述极性粒子层的上表面，所述源极和漏极设置在所述有机半导体层上，其中，所述极性粒子层由极性粒子紧密排列而成，所述极性粒子层的厚度为5nm～200nm，有机半导体层的厚度为3nm～200nm，制备所述极性粒子层的方法为旋涂法或蒸镀法。
3.根据权利要求1所述的光稳有机场效应晶体管，其特征在于，当在所述导电沟道的上方分布有极性粒子时，所述光稳有机场效应晶体管包括：栅极、介电层、有机半导体层、源极和漏极，所述介电层覆盖在栅极的上表面，所述有机半导体层覆盖在所述介电层的上表面，所述源极和漏极设置在所述有机半导体层上，其中，有机半导体层的厚度为3nm～200nm，所述极性粒子位于所述有机半导体层内，极性粒子的厚度为5-10nm，制备所述光稳有机场效应晶体管时引入极性粒子的方法为蒸镀法或旋涂法。
4.根据权利要求1所述的光稳有机场效应晶体管，其特征在于，当在所述导电沟道的上方分布有极性粒子时，所述光稳有机场效应晶体管包括：栅极、介电层、有机半导体层、源极和漏极，所述介电层覆盖在栅极的上表面，所述有机半导体层覆盖在所述介电层的上表面，所述源极和漏极设置在所述有机半导体层上，其中，有机半导体层的厚度为3nm～5nm，所述极性粒子位于所述有机半导体层的上表面，极性粒子的厚度为5-200nm，制备所述光稳有机场效应晶体管时引入极性粒子的方法为蒸镀法或旋涂法。
5.根据权利要求1所述的光稳有机场效应晶体管，其特征在于，当在所述导电沟道内分布有极性粒子时，所述光稳有机场效应晶体管包括：栅极、介电层、有机半导体层、源极和漏极，所述介电层覆盖在栅极的上表面，所述有机半导体层覆盖在所述介电层的上表面，所述源极和漏极设置在所述有机半导体层上，其中，有机半导体层的厚度为3nm～200nm，极性粒子的厚度小于或等于有机半导体层的厚度，制备所述光稳有机场效应晶体管时引入极性粒子的方法为共蒸法或旋涂法。
6.根据权利要求1所述的光稳有机场效应晶体管，其特征在于，小分子有机半导体为2,6-二苯基蒽、双萘并[2 ,3-b:2’,3’-f]噻吩并[3 ,2-b]噻吩、并五苯、富勒烯、红萤烯和α-六噻吩中的一种或多种的混合物。
7.根据权利要求1所述的光稳有机场效应晶体管，其特征在于，聚合物有机半导体为聚(3-己基噻吩-2 ,5-二基)和聚[2 ,5-双(3-十四烷基噻吩-2-基)噻吩并[3 ,2-b]噻吩]中的一种或多种的混合物。
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