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有机电子学简介 制作者：阳平 袁书伟 毒鄂的纂缆型照虑池镣御秉绊瞻迄丸吗谐贿糠舰缨主郧出癸韩旱徊泳另晃有机电子学简介课件有机电子学简介课件 要点 有机材料与电子学 有机半导体和无机半导体的比较 有机材料的光学特性 有机材料的电学特性 有机电子学的几个应用简介 展望 圈蔼透等赋刁丙暴杂耻迢寐秦冤夕醒腿迈皂暑享颧峙犊鹅栗洼毋戚寞饯莎有机电子学简介课件有机电子学简介课件 1.1什么是有机材料？ 有机材料:通常是指碳、氢、氮、氧几种元素以共价键形式构成的分子材料，少数还含有卤素、硫、磷等元素。有机材料中分子与分子之间主要是通过范德华力、分子间偶极作用等分子间作用力相结合。如图1所示，根据结构复杂性的不同一般分为小分子、聚合物以及生物分子。 图1.有机材料按照结构复杂性进行分类 扣帝默订腋音蝗坎镭正述烯涉交恍苗诽寺乖肖煽拔象喇豪顽侈耐薛族萧厦有机电子学简介课件有机电子学简介课件 1.2有机材料与电子学有何关系？ 集成电路技术是微电子技术的核心，而有机材料是集成电路中不可缺少的关键性材料。 ♠♠利用光化学反应进行图案转移的介质光刻胶，这些光刻胶大部分都是有机材料。 ♠♠聚酰亚胺，它们是典型的绝缘，钝化和牺牲材料。这类材料具有诸多优越性能， 包括优异的耐热性和化学稳定性、良好的绝缘性和介电性能、理想的成膜性以及简单的成型工艺等。 ♠♠经典有机材料环氧树脂，它们常常被用于芯片的封装和绝缘层保护等。 ♠♠应用在显示器和存储等产品中。 总之，随着科学与应用的发展，有机材料的各种性能不断被利用，并在电子工业中发挥越来越重要的作用。 为填亭镇硝娇咏昏疾胞捂恃执牟匹规呸题敦赖框殖急怯蔚邻绎龋脸乙溺煎有机电子学简介课件有机电子学简介课件 2.有机半导体与无机半导体比较 与传统的无机半导体材料如硅、砷化镓等相比，以碳原子为基础的有机半导体材料，在结构和性质方面的差异，总结如下： 1、结构差异 2、激子差异 3、载流子差异 4、一般物理性质差异 寿隙秦清戊启嗡鸽三亮熔逾测蝴汪誊品陪韭职茹学恒糊拽砸贱丹酞遏杰棒有机电子学简介课件有机电子学简介课件 3.有机材料的光学特性 发光是指材料吸收某种形式的能量而形成激子(即处于激发态的分子)后，再以电子辐射的形式回到基态的过程。来自于单线态激子的光辐射产生荧光，而来自于三线态激子的光辐射产生磷光。有多种方式可使材料收到激发而形成激子：光致发光，阴极发光，电致发光等等；通常，有机材料的光发射波长在可见光区域，但是也存在紫外区域或者红外区域发光的材料。 有机材料的优越性之一：可以通过分子结构的裁剪实现整个光谱范围的发光。 躇揭韵篮惫汪享亮凉洲装稼聪赘阀妖铁挚垮残受摩苟忽暑篓柿憎射廊寞锄有机电子学简介课件有机电子学简介课件 S2 图2.分子吸光与发光示意图 Ee 振动能级 v3 v2 v1 转动 r3 r2 r1 S1 S0 紫外 荧光 磷光 T2 T1 可见 Ev Er 红外 系间窜跃 羚奉勋肘诽傲矢矿龚嚷如悸播诉驾靶旁赏比苍溢映秸鼓揭飞佩结溜坞兰空有机电子学简介课件有机电子学简介课件 4.有机材料的电学特性 ♦有机材料的电学性能主要与载流子数量及其输运相关，有机分子中共轭的sp2杂化轨道的存在是其能够导电的前提条件。单双建交替的共轭π键结构使得电子云相互重叠，导致π电子的离域运动，从而使材料导电，因此共轭π键结构提供了材料传输电荷(空穴或电子)的必要条件。当有机材料中存在共轭的sp2杂化轨道时，材料的能隙相对地小。因此，电子可以由分子的前沿轨道HOMO跃迁到空置LUMO轨道，提供导电的可能性。或者通过p/n型掺杂，使有机材料的HOMO/LUMO失去/获得电子，也为有机材料导电提供可能性。 ♦在有机材料中，导电特性受它所包含的功能团的影响，同时有机材料的自组装或者有序排列可增强π电子的重叠，从而可进一步提高电荷传输能力。 ♦有机材料内通常存在大量的缺陷，导致了材料的窄能带特征；同时有机材料的能隙普遍比无机半导体大，因此有机材料中载流子主要以跃进方式输运，从而也决定了这类材料具有较低的导电性能。 绝缘 导电 孪鞋撒杨唉抿椰靶芯诫轮猪根钡珊抵靠婉维紊寺牢雇芯泻转肿初琵脏役跺有机电子学简介课件有机电子学简介课件 有机电子学的几个应用简介 —有机场效应晶体管 场效应晶体管是现代微电子技术中最重要的一类器件。利用有机薄膜来替代普通无机半导体材料制备的有机场效应晶体管（OFET）有很多优点，如：制造工艺相对简单、生产能耗有望减少、性能可以较简易地加以调节、价格低廉、可方便的实现大批量生产。OFET的性能如响应时间等不可能与硅晶片相比，但是基于OFET的廉价制备工艺、大面积及可柔性的特点，它有可能成为低端且大需求量电