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第1章 有机薄膜电子器件中的异质结构1

1.1 有机发光二极管1

1.2 有机双极晶体管2

1.3 有机光伏电池3

1.4 有机半导体的材料制备与器件性能5

参考文献6

第2章 弱取向外延生长高有序有机半导体薄膜7

2.1 真空沉积法制备有机超薄膜8

2.1.1 有机分子束外延薄膜8

2.1.2 有机分子气相沉积薄膜10

2.1.3 有机分子取向外延薄膜12

2.2 典型有机半导体的气相沉积薄膜12

2.2.1 并五苯气相沉积膜12

2.2.2 六噻吩气相沉积膜17

2.2.3 三环扭曲液晶分子m-OSB气相沉积膜21

2.2.4 盘状酞菁气相沉积膜28

2.3 弱外延生长高有序晶态有机薄膜30

2.3.1 弱外延生长的发现30

2.3.2 弱外延生长34

2.4 诱导层薄膜的形态结构35

2.4.1 p-6P超薄膜的形态结构35

2.4.2 BP2T超薄膜的形态结构44

2.4.3 3PT超薄膜的形态结构48

2.4.4 BP3T系列超薄膜的形态结构52

2.4.5 其他诱导层材料薄膜的形态结构58

2.4.6 固熔体诱导层薄膜的形态结构62

2.4.7 小结66

2.5 弱外延生长高有序平面酞菁薄膜66

2.5.1 p-6P弱外延生长自由酞菁67

2.5.2 p-6P弱外延生长p型平面酞菁72

2.5.3 p-6P弱外延生长n型全氟代酞菁铜74

2.5.4 弱外延生长平面酞菁薄膜的稳定性及其动力学调控77

2.5.5 不同种类酞菁分子间的弱外延生长80

2.6 诱导层对平面酞菁薄膜生长的影响81

2.6.1 BP2T弱外延生长ZnPc81

2.6.2 3PT弱外延生长平面酞菁86

2.6.3 BP3T系列诱导层材料弱外延生长平面酞菁90

2.7 弱外延生长高有序非平面酞菁薄膜95

2.7.1 p-6P弱外延生长VOPc96

2.7.2 p-6P弱外延生长SnCl2Pc和SnOPc98

2.8 诱导层对非平面酞菁薄膜生长的调控101

2.8.1 不同诱导层弱外延VOPc薄膜102

2.8.2 BFP4T弱外延生长VOPc111

2.8.3 固熔体诱导层弱外延生长VOPc114

2.9 弱外延生长板状分子苝系衍生物117

2.10 展望122

参考文献125

第3章 有机半导体异质结的界面电子结构129

3.1 双极型有机晶体管与有机异质结构129

3.2 CuPc/F16CuPc异质结效应132

3.2.1 薄膜晶体管特性参数与双极晶体管简介132

3.2.2 CuPc/F16CuPc异质结晶体管的常开工作模式133

3.2.3 CuPc/F16CuPc异质结高电导现象的组合实验证明134

3.2.4 CuPc/F16CuPc异质结界面处电荷累积135

3.2.5 CuPc/F16CuPc异质结的反向整流现象136

3.2.6 CuPc/F16CuPc异质结中的载流子累积厚度137

3.2.7 CuPc/F16CuPc异质结界面电子结构的UPS直接测量138

3.2.8 UPS测量结果的分歧140

3.3 有机和无机半导体异质结141

3.3.1 有机累积型异质结和无机耗尽型异质结的对比分析141

3.3.2 半导体异质结的分类143

3.4 BP2T/F16CuPc异质结146

3.4.1 BP2T/F16CuPc体系中的异质结效应146

3.4.2 BP2T/F16CuPc异质结能带图148

3.4.3 BP2T/F16CuPc异质结二极管151

3.5 ZnPc/C60异质结152

3.5.1 典型光伏体系ZnPc/C60中的异质结效应152

3.5.2 ZnPc/C60异质结能带图153

3.5.3 ZnPc/C60异质结二极管154

3.6 nn同型有机异质结154

3.6.1 开尔文力显微镜观察界面电子结构154

3.6.2 常开型异质结晶体管155

3.6.3 F16CuPc/SnCl2Pc异质结二极管156

3.6.4 F16CuPc/SnCl2Pc界面电子结构的UPS直接测量157

3.7 PP同型有机异质结160

3.7.1 双极型异质结场效应晶体管和CMOS二极管160

3.7.2 Ph3/VOPc异质结界面的电学结构161

3.7.3 BP2T、p-6P和平面酞菁界面电子结构的UPS直接测量162

3.7.4 系列棒状分子／VOPc界面电子结构的UPS直接测量166

3.8 有机-金属氧化物异质结168

3.8.1 pp耗尽累积型异质结（CuPc/PbO）168

3.8.2 pn累积型异质结（CuPc/MoO3）170

3.8.3 pn累积型（PbO/F16CuPc）和nn耗尽累积型（F16CuPc/MoO3）异质结171

3.8.4 总结174

3.9 展望175

参考文献176

第4章 有机异质结中的电输运179

4.1 弱外延生长有机薄膜中的异质结效应179

4.1.1 类单晶异质结的电导特性179

4.1.2 类单晶异质结中载流子的分布181

4.1.3 KPFM表征弱外延薄膜的异质结效应185

4.2 CuPc/F16CuPc异质结载流子的电输运研究188

4.2.1 类单晶CuPc/F16CuPc异质结的室温霍尔效应188

4.2.2 类单晶CuPc/F16CuPc异质结的变温电导特性190

4.2.3 弱外延生长有机异质结的“双色载流子”电输运模型191

4.3 载流子在双极型异质结晶体管中的传输192

4.3.1 BP2T/F16CuPc异质结MOS二极管193

4.3.2 采用两类单层晶体管模拟双极型传输194

4.3.3 双极型异质结晶体管模型195

4.4 同质结界面对薄膜晶体管传输沟道的影响205

4.4.1 p-6P/ZnPc和BP2T/ZnPc体系导电沟道位置的差异205

4.4.2 棒状分子／VOPc界面对晶体管传输行为的影响205

4.4.3 固熔体诱导层对弱外延VOPc晶体管传输的调节207

4.4.4 P4T/F2P4T诱导层导电性对VOPc传输的影响210

4.5 展望211

参考文献211

第5章 有机异质结在电子器件中的应用213

5.1 有机场效应晶体管213

5.1.1 有机场效应晶体管简介213

5.1.2 双极型晶体管215

5.1.3 有机薄膜形态结构与器件功能220

5.1.4 常开型场效应晶体管223

5.2 有机光伏电池224

5.2.1 光伏电池原理224

5.2.2 结晶性耗尽结有机光伏电池236

5.2.3 P3HT/C60累积结有机光伏电池242

5.3 有机半导体气体传感器246

5.3.1 超薄膜的室温传感性质247

5.3.2 超薄膜的表面电势调控251

5.4 有机器件中电接触的改善254

5.4.1 高电导材料改善晶体管中的接触255

5.4.2 高电导异质结改善晶体管中的接触255

5.4.3 有机光伏电池中接触的改善261

5.5 异质结薄膜作为叠层器件的连接单元262

5.5.1 叠层有机发光二极管262

5.5.2 叠层有机光伏电池265

5.6 适用于平板显示的VOPc薄膜晶体管269

5.6.1 VOPc OTFT的静态特性269

5.6.2 VOPc OTFT的瞬态特性269

5.6.3 VOPc MIS二极管的电学特性272

5.6.4 含有异质结缓冲层的VOPc OTFT的静态和瞬态特性275

5.6.5 VOPc场效应晶体管的稳定性277

5.7 OTFT有源矩阵显示281

5.7.1 OTFT-LCD281

5.7.2 OTFT-OLED284

5.8 展望286

参考文献287

第6章 有机异质结半导体291

6.1 异型异质互穿网络形态结构的双极电输运性质291

6.1.1 溶液加工的双极型体异质晶体管291

6.1.2 真空蒸镀的双极型体异质晶体管291

6.2 同型异质有机半导体共混体系293

6.2.1 CuPc和CoPc夹心型晶体管293

6.2.2 CuPc和CoPc共混共晶材料296

6.2.3 CuPc和NiPc共混共晶材料300

6.3 有机半导体层状超晶格303

6.3.1 有机量子阱／超晶格的发展历程303

6.3.2 酞菁盘状分子超晶格材料的制备304

6.3.3 H2Pc/F16CuPc超晶格晶体的形态结构310

6.3.4 H2Pc/F16CuPc超晶格晶体的电学性质314

6.3.5 H2Pc/F16CuPc超晶格晶体的频率特性319

6.4 展望320

参考文献322