二维有机电子器件的生长，制备和光电性质研究
文献综述
【摘要】有机半导体具有廉价、轻柔、可化学修饰等优点。[1]经过石墨烯、过渡金属硫化物为代表的一系列二维材料的发现与研究，“二维有机半导体”[2]概念被提出。如今，二维有机半导体的生长制备和器件方面已经取得重要进展。文中以石墨烯为载体的光敏半导体为例，使用由二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸二酐（PTCDA）和并五苯组成的外延有机异质结构[3]作为光吸收层[4]的石墨烯光电晶体管性能的大大改善。通过半导体层中的载体的倍增效应来提供高增益，所展示的结构可以扩展到许多其他的有机和无机半导体，这为高性能石墨烯基光电子提供了新的可能性。[5]预计在未来，二维有机电子器件在众多领域中都有着巨大的应用前景。
【关键词】有机半导体 石墨烯 异质结构 光电晶体管 二维
【Abstract】Organic semiconductors have the advantages of being inexpensive, mild and chemically modifiable. The discovery and research of a series of two-dimensional materials represented by graphene and transition metal sulfides put forward the concept of 'two-dimensional organic semiconductor'. Today, important advances have been made in the preparation of two-dimensional organic semiconductor devices and devices. In the case of graphene-carrier optoelectronic semiconductors, the high gain is provided by the multiplication of carriers in the semiconductor layer, and the structure shown can be extended to many other organic and inorganic semiconductors, opening up new high-performance graphene optoelectronics Possible. In the future, two-dimensional organic electronic devices have great application prospects in many fields.
【Keywords】Organic semiconductors, graphene, heterostructure, phototransistors, two-dimensional
- 有机电子器件的发展史
1.1 有机半导体发展历程
1974年日本科学家白川英树( H. Shirakawa) 等人首次聚合成聚乙炔薄膜,为绝缘体[6 ]。
1977年美国宾州大学,白川英树应邀与美国科学家 M. MacDirmid和 A. J. Heeger合作,通过掺杂使聚乙炔薄膜的电导率提高了十二个量级,聚合物[7 ] ,继而人们发现取向掺杂聚乙炔膜的电导达到 103(Psi;· cm)-1,成为良导体,从而出现了导电率能高达 105 (Psi;· cm)-1 ,可与铜媲美。
1979年三位美国科学家 W. P. Su(苏武沛) ,J. Schrieffer和 A. J. Heeger提出孤子理论,较好地解释了聚乙炔的异常特性[8]。其中第一位是华裔研究生;第二位是他的导师,曾经获诺贝尔奖的理论物 理学家;第三位是熟悉化学的实验物理学家。
1987年美国 Kodak公司研究实验室 C. W. Tang等用有机小分子薄膜材料研制成有机发光二极管[9]。 1990年英国剑桥大学 Cavendish实验室J. H. Burroughes等在 Nature上发表文章,报道他们研制成功聚合物 (即高分子)有机发光二极管[10 ]。这两项研究成果在全世界掀起了有机发光二极管( OLED)的研究热潮。
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