具有叠层超薄膜结构的高性能有机晶体管氨气传感器

摘要

研究了基于给-受体共轭聚合物双(2-氧代二氢吲哚-3-亚基)-苯并二呋喃-二酮和联噻吩(PBIBDF-BT)超薄膜叠层晶体管的电学性能及氨气传感特性.使用相分离方法以及转移-刻蚀步骤制备了不同堆叠层数的PBIBDF-BT超薄膜.系统地研究了PBIBDF-BT超薄膜堆叠层数与器件性能的关系.实验结果表明,单层PBIBDF-BT超薄膜器件对氨气具有良好的传感性能,电学性能较差.超薄膜叠层能够有效提高传感器的电学性能,随着超薄膜叠层数量的增加,器件迁移率不断上升;超薄膜层数增加为3层及更多时迁移率上升趋势变缓,迁移率最大值为0.58 cm2·V-1·s-1.超薄膜叠层器件氨气传感性能在层数为2层后呈现下降趋势.通过PBIBDF-BT超薄膜叠层方法,制备出在1.0×10-5氨气环境下,迁移率为0.23 cm2·V-1·s-1、源漏电流变化百分比为90.7％、性能良好的OFET氨气传感器.