基于二維MoS2-有機半導體異質(zhì)結(jié)的光敏場效應管與光敏二極管的研究.pdf

1、有機半導體材料具有很多得天獨厚的優(yōu)勢，例如可大面積制造、光吸收系數(shù)大、發(fā)光效率高、柔韌性良好、低成本等。具有廣泛的潛在應用，如電子皮膚、無線電頻率識別（RFID）、光電探測器。特別是，有機半導體材料在可見和近紅外光區(qū)具有更好的光吸收和較高的消光系數(shù),進而可以被用作光電器件的活性層，其活性層的厚度可以很薄，從而很容易地探測到光信號和顯著增大光的入射角的范圍。利用有機半導體材料的長處，有機光敏二極管（OPD）和有機光敏場效應晶體管（PhOF

2、ET）具有非常光明的應用前景。由于其獨特的光學、電子和機械性能，二維結(jié)構(gòu)的二硫化鉬（MoS2）是二維半導體材料中最引人注目的材料之一。而目前，大多數(shù)研究集中在獲得大面積和高質(zhì)量的單層二硫化鉬、和改善基于它的無機電子器件的性能，很少的研究集中在把二維材料與有機半導體材料的優(yōu)點相結(jié)合在一起應用在光電子器件中。
　　本文首先介紹了二維結(jié)構(gòu) MoS2近些年的發(fā)展歷程，以及 PhOFET和 OPD的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，包括襯底、各種相應的有

3、機半導體材料以及器件的電極材料。圍繞MoS2/并五苯平面異質(zhì)結(jié)有機器件展開了以下具體的研究內(nèi)容：
　　一、使用化學氣相沉積（CVD）工藝生長二維結(jié)構(gòu)的MoS2，并且經(jīng)過X射線光電發(fā)射光譜（XPS），拉曼光譜和吸收光譜的測試結(jié)果表明合成的單層二硫化鉬薄膜是具有高質(zhì)量和較好的電子結(jié)構(gòu)的。
　　二、制備了基于MoS2/并五苯平面異質(zhì)結(jié)的PhOFET器件，器件的溝道層選用二維結(jié)構(gòu)MoS2，光敏層采用并五苯（Pentacene）。對該

4、器件進行了光照，研究了器件的光電性能。結(jié)果表明，基于MoS2/并五苯平面異質(zhì)結(jié)的PhOFET器件表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。在655 nm的光照以及柵壓50 V和漏壓50 V條件下，器件在入射光強為0.01μW的光響應度達到103 A/W，外量子效率達到195％，而在入射光強為30.4μW下光暗電流比為1.8×103。
　　三、研制了基于 MoS2/并五苯平面異質(zhì)結(jié)的 OPD器件。研究了不同的頂電極材料（Au，Al）對器件性能的影響。結(jié)果