酞菁在有机场效应晶体管方面的研究进展 - 大学化学.PDFVIP

第 23卷 　第 3期 大 学 化 学 2008年 6月 今 日化学 　酞菁在有机场效应晶体管方面的研究进展 马盼 　姜建壮 (山东大学化学与化工学院　山东济南 250 100) ππ 　　摘要 　酞菁是一个有近百年历史的化合物 , 由于分子大环之间的 相互作用以及其独特的 光学 、电学特性 , 已经获得了广泛的应用 。近年来 ,作为很有应用前景的有机半导体材料 ,又受到 了人们的广泛关注 。文中综述了酞菁在场效应晶体管方面的研究进展 ,并对今后的前景进行了展 望 。 ( ) 　　自 1907年 B raun等第一次发现酞菁 p h thalocyan ine, Pc 以来 , 已有近百年的历史 。酞菁 π ( 是一个二维的平面大环共轭分子 ,具有 18 电子芳香结构 。环中心的两个氢原子 无金属酞 ) ( ) 菁 可以被大量的化学元素所取代 金属酞菁 , 同时酞菁分子外围的 4 个苯环上的 16 个氢原 ( ) ( 子可以被大量的基团取代生成取代酞菁 图 1 。取代酞菁又分为对称酞菁 酞菁分子外围 4 ) ( 个苯环上的氢原子被相同的基团取代 和不对称酞菁 酞菁分子外围 4 个苯环上的氢原子被 ) 不同的基团取代 ,另外还有多核酞菁以及双层和三层结构酞菁化合物等 。 图 1　酞菁结构图 　 ( ) 　　场效应管 FET 是利用电场来控制固体材料导电性能的有源器件 。目前无机场效应管已 经接近小型化的自然极限 ,而且价格较高 ,在制备大表面积器件时还存在一定困难 。因此 ,人 们自然而然地想到利用有机材料来作为 FET的活性材料 。酞菁由于其化合物种类的多样性 , ( ) 高的化学稳定性 在空气中加热 400 ～500 ℃不发生明显分解 ,独一无二的光学 、电学 、磁学性 ππ 质以及其他的与其分子大环之间 相互作用有关的物理性质 ,受到了人们的广泛重视 ,并 ( ) 将其作为半导体材料应用于有机场效应晶体管 OFET 的研究中。 　　酞菁由于种类繁多 ,成膜方式可以根据其不同的性质选择 ,因而在筛选场效应晶体材料方 面有比较大的选择性 ,可以作为 p 型材料或修饰成为 n 型材料 ,这在其他材料中是不多见的。 化学家可以根据理论指导和经验来合成性能优越的场效应酞菁材料 ,优化器件制备条件 ,制备 1 出高效的场效应晶体管 。因此酞菁是很有前途的场效应晶体管材料 。 ( ) 　　典型的有机场效应管的结构如图 2 所示 ,包括 3 个电极 栅极 、源极 、漏极 ,绝缘层和半 导体层 。通过调节栅极电压使电流在源极 、漏极之间流动 。当栅极和源极间