金属有机半导体复合薄膜的横向光伏效应

【摘要】：近几年来,在许多类似MS/MOS(金属-半导体结和金属-氧化物-半导体结)的样品中发现了较大的横向光伏效应(Lateral Photovoltaic Effect),这一效应目前可被应用于精确位置传感器,并已展开了广泛深入的研究。但是,目前的研究基本局限于无机材料这一体系。鉴于目前有机半导体材料在有机电致发光和有机太阳能电池等领域的应用,我们拟将有机半导体引入传统的MS/MOS结构中,来探索新的横向光伏薄膜器件,并研究其内在机制。本文主要工作概述如下： 一、Si/SiO2/Al结构中的横向光伏效应 我们制备了不同厚度Al的Si/SiO2/Al结构,在其中观察到横向光伏效应,并进一步研究了Al层厚度与横向光伏效应的关系,发现随着Al层厚度的降低,横向光伏效应相应增加,最后,对这一现象进行了理论解释和拟合。 二、基于Si衬底的金属有机半导体颗粒膜的横向光伏效应 我们在Si衬底上制备了一系列Al-Alq3、Co-Alq3以及Al-TPD复合颗粒膜,在其中观察到明显的横向光伏效应。我们发现,随着金属组分的降低,其横向光伏效应随之增强,且在金属组分为0.3左右达到极值；随着氧化层厚度的增加,其横向光伏效应随之减小；此外,衬底的掺杂浓度也对横向光伏效应有一定的影响。对于上述现象,我们进行了初步的理论解释。 【关键词】：有机半导体 横向光伏效应 颗粒薄膜 异质结
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TN304.5
【目录】：

• 目录2-4
• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 第一章 前言6-15
• 1.1 横向光伏效应6-9
• 1.1.1 横向光伏现象6
• 1.1.2 不同结构器件中的横向光伏效应6-9
• 1.2 有机半导体9-14
• 1.2.1 有机半导体的能带结构10
• 1.2.2 有机小分子材料10-12
• 1.2.3 有机薄膜电子器件的异质结12-14
• 1.3 复合颗粒薄膜14
• 1.4 本文主要研究内容14
• 1.5 小结14-15
• 第二章 横向光伏效应的原理15-25
• 2.1 P-N结的横向光伏效应15-18
• 2.1.1 P-N结的结构简介15-16
• 2.1.2 P-N结的横向光伏物理机制16-18
• 2.2 金属半导体结(MS)的横向光伏效应18-20
• 2.2.1 金属半导体结(MS)介绍18
• 2.2.2 金属半导体结(MS)的横向光伏物理机制18-20
• 2.3 金属氧化物半导体(MOS)结的横向光伏效应20-22
• 2.3.1 金属氧化物半导体结构简介20
• 2.3.2 金属氧化物半导体结构(MOS)的横向光伏物理机制20-22
• 2.4 基于横向光伏效应的位置灵敏传感器的应用22-24
• 2.4.1 位移测量22-23
• 2.4.2 光电自准直仪23
• 2.4.3 二维 PSD23-24
• 2.5 小结24-25
• 第三章 样品的制备与测试25-35
• 3.1 真空镀膜实验设备25-29
• 3.1.1 真空蒸镀系统25-26
• 3.1.2 分子束束源炉26-27
• 3.1.3 有机材料蒸发源27-28
• 3.1.4 氮气手套箱28
• 3.1.5 超声波清洗机28-29
• 3.1.6 晶振膜厚显示仪29
• 3.2 样品的制备工艺29-33
• 3.2.1 实验材料的介绍30-31
• 3.2.2 样品制作过程31-33
• 3.3 样品的测试33-34
• 3.3.1 样品的测试方法33
• 3.3.2 测量实验所需器材33-34
• 3.4 小结34-35
• 第四章 Si/SiO_2/Al结构的横向光伏效应35-44
• 4.1 Si/SiO_2/Al结构的制备与测试35-36
• 4.2 Si/SiO_2/Al结构中的横向光伏效应36-37
• 4.3 Si/SiO_2/Al结构中金属层厚度对横向光伏效应的影响37-41
• 4.4 Si/SiO_2/Al结构中Si衬底对横向光伏效应的影响41-43
• 4.5 小结43-44
• 第五章 基于Si衬底的金属有机半导体颗粒膜的横向光伏效应44-60
• 5.1 基于Si衬底的Al-Alq_3薄膜的横向光伏效应44-51
• 5.1.1 Si/SiO_2/Al-Alq_3结构的制备和测试44-45
• 5.1.2 Si/SiO_2/Al-Alq_3结构的横向光伏效应45-47
• 5.1.3 Si/SiO_2/Al-Alq_3结构中Al含量与横向光伏效应的关系47-50
• 5.1.4 Si/SiO_2/Al-Alq_3结构中Si衬底对横向光伏效应的影响50-51
• 5.2 基于Si衬底的Co-Alq_3薄膜的横向光伏效应51-57
• 5.2.1 样品的制备与微结构51-52
• 5.2.2 Si/SiO_2/Co-Alq_3结构的横向光伏效应52-53
• 5.2.3 Si/SiO_2/Co-Alq_3结构中氧化层对横向光伏效应的影响53-57
• 5.3 基于Si衬底的Al-TPD薄膜的横向光伏效应57-59
• 5.4 小结59-60
• 参考文献60-65
• 研宄生期间发表的论文65-66
• 致谢66-67

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