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系統識別號 U0026-0812200914365452
論文名稱(中文) 具可調控表面自由能的閘極介電層之五環素薄膜電晶體
論文名稱(英文) Controllable surface free energy on gate dielectric for pentacene-based thin film transistors
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 光電科學與工程研究所
系所名稱(英)
學年度 96
學期 2
出版年 97
研究生(中文) 柯政良
研究生(英文) Jeng-liang Ke
電子信箱 l7695142@mail.ncku.edu.tw
學號 L7695142
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 79頁
口試委員 指導教授-周維揚
口試委員-鄭弘隆
口試委員-唐富欽
中文關鍵字 有機薄膜電晶體  光學異向性  光配向  五環素 
英文關鍵字 photo-aligned polyimide  pentacene film  organic thin film transistors  optical anisotropy 
學科別分類
中文摘要 本論文以五環素(pentacene)為有機半導體主動層,我們利用類似液晶配向的方式,以光配向polyimide來排列pentacene分子,使半導體層得以有向性成長,進而探討其對元件的影響。實驗發現,藉由元件通道中電流流動的方向與pentacene排列的方向,可得知電流垂直或平行pentacene排列方向的電流異向性比(current anisotropic ratio)約為1.5;且利用不同曝光能量,可得到不同程度的pentacene排列有序度,最高可將元件載子遷移率提升至4.08 ㎝2/Vs。
透過X-ray光譜分析,藉由XRD光譜主繞射峰的強弱,可知道pentacene成長在有機PA-PI上的結晶品質,並且利用paracrystal theory所計算得到的相關薄膜晶格參數,可以得到pentacene的結晶程度及成長有序度;在原子力顯微鏡下我們看到,經不同能量UV光處理後的PA-PI表面所對應的pentacene成長之晶粒大小;微觀上,我們更利用偏極化拉曼光譜,改變雷射光的偏極方向並觀察其拉曼譜線的變化,得到不同Raman散射強度,亦証明了pentacene分子成長在PA-PI上具有特定方向排列。
英文摘要 We demonstrated organic thin-film transistors (OTFTs) using pentacene as the active layer. Since the shape of the pentacene molecule is rodlike shape, the induced orientation of the pentacene molecule is expected on an alignment layer which is similar to the alignment of liquid crystal molecule. The gate-dielectric of photo-aligned polyimide irradiated by a linearly polarized UV light induces the structural order of the pentacene molecules. The pentacene thin film deposited on the photo-aligned polymeric insulator is found to show the optical and the current anisotropy. By the UV light treatment, the OTFTs with the photo-aligned insulator exhibit good electrical properties in which field-effect mobility is up to 4.08 cm2/Vs. According the analyses of X-ray spectroscopy by paracrystal theory, the crystalline domain size and the degree of structural disorder of pentacene films strongly depend on the dose of UV light. Furthermore, we also observe the relationship between the coupling energy of pentacene molecules and the field-effect mobility by the polarized micro-Raman spectroscopy at various doses of UV light.
論文目次 摘要………………………………………………………………………I
Abstract………………………………………………………………II
致謝……………………………………………………………………III
目錄 ……………………………………………………………………IV
表目錄 ………………………………………………………………VIII
圖目錄 …………………………………………………………………IX

第一章 簡介
1.1 前言 ………………………………………………………………1
1.2 有機半導體
1.2.1 有機半導體簡介………………………………………………1
1.2.2 有機半導體傳輸機制 …………………………………3
1.2.3 五環素簡介 ……………………………………………5
1.3 有機薄膜電晶體
1.3.1 有機薄膜電晶體簡介 …………………………………6
1.3.2 有薄膜電晶體基本構造 ………………………………7
1.3.3 有機薄膜電晶體基本原理 ……………………………7
1.3.4 有機薄膜電晶體的基本公式及特性 …………………8
本章圖表 ………………………………………………………………11

第二章 實驗儀器及量測
2.1 物理氣相沈積.…………………………………………………24
2.2 氧氣電漿.………………………………………………………25
2.3 元件物性分析元件
2.3.1 X-ray繞射量測系統 …………………………………26
2.3.2 原子力顯微鏡系統……………………………………28
2.3.3 拉曼散射量測系統……………………………………29
2.4 電性分析.………………………………………………………32
本章圖表 ………………………………………………………………33

第三章 具可調控表面自由能的閘極介電層之五環素薄膜電晶體及其元件特性
3.1 前言………………………………………………………………41
3.2 元件製作
3.2.1 有機材料………………………………………………………42
3.2.2 元件製作………………………………………………………42
3.3 元件特性分析……………………………………………………44
3.4 實驗結果與討論
3.4.1 XRD分析…………………………………………………44
3.4.2 AFM分析…………………………………………………46
3.4.3 Raman分析………………………………………………48
3.4.4 電性分析………………………………………………51
本章圖表………………………………………………………………54
第四章 結論與未來展望
4.1 結論………………………………………………………………73
4.2 未來展望…………………………………………………………75
參考文獻………………………………………………………………76
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論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2009-09-02起公開。
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