有机场效应晶体管(OFET) 是指将有机半导体作为有源层材料的场效应晶体管器件。OFET 的应用极为广泛,主要用于生产大面积柔性设备,同时在探测器、电池及储能设备等诸多领域也具有应用前景。
有机场效应晶体管(OFET) 是指将有机半导体作为有源层材料的场效应晶体管器件。OFET 的应用极为广泛,主要用于生产大面积柔性设备,同时在探测器、电池及储能设备等诸多领域也具有应用前景。
有机场效应晶体管的常见结构有6种,如图10-60所示。底接触型结构与顶接触型结构的差异在于晶体管的半导体与源漏极相对位置的分布不同。由于有机半导体易受到空气和水汽的影响,在空气中长时间放置其性能会退化,而顶栅结构却能够有效地解决器件性能退化的问题。垂直型结构更加适合在高频下工作。目前,双栅结构有机场效应晶体管也受到广泛关注,该类器件的栅极有调节开态电流和开启电压的功能,这使得双栅结构广泛应用于反相器。

上述6种OFET结构拥有相似的工作原理,均由栅极电压调制沟道载流子浓度,从而调制沟道电流。当施加电压于栅极上时,绝緣体与半导体之间便会有电流通过。当电荷载流子数量增大时,漏源极电流上升,最终使得场效应晶体管被“导通”。该类器件一般具有两种工作模式,即饱和工作区模式和线性工作区模式。
OFET的核心部分是它的半导体材料。根据不同的化学物理性质,可将有机半导体材料分成3类,即有机小分子化合物(如C8-BTBT、 C60等)、低分子聚合物(如齐聚噻吩等)和高分子聚合物(如HT-聚三烷基噻吩)。近年来,OFETs在柔性、大面积传感器中得到广泛应用,如最新的人造电子皮肤就是利用压力传感器实现的可。图10-61所示为有机场效应晶体管传感器阵列在手部电子皮肤中的应用。

OFETs的发展面临特殊的制备要求导致的制备成本较高、器件的寿命较短且种类非常有限等问题,需要进一步优化OFETs的结构以提高其性能。
