有機(jī)場效應(yīng)晶體管(organic field—effecttransistors)作為新一代電子元器件，自1986年問世以來，引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)的無機(jī)半導(dǎo)體材料相比，有機(jī)半導(dǎo)體具有材料來源廣，制備工藝簡單，可與柔性襯底兼容等優(yōu)點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。有機(jī)場效應(yīng)管性能的調(diào)解可以采用兩種不同的手段：一、通過化學(xué)修飾來調(diào)解分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與界面電荷陷阱；二、提高載流子注入電極的效率，通常方法為采用鈣、鎂等低功函數(shù)材料或采用復(fù)合電極，減小接觸電阻。

Science China Chemistry最近發(fā)表的一篇文章，報道了一種基于C60單晶的新型有機(jī)場效應(yīng)管。通過PFN+Br-中間層的引入，大大地減小了電極與半導(dǎo)體層的接觸電阻，提高了載流子注入電極的效率。其電子遷移率高達(dá)5.60cm2V-S-，閾值電壓能夠低至4.90V，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于沒有PFN+Br-中間層的器件。?

?圖1. C60帶狀晶體的形貌與晶體結(jié)構(gòu)圖：（a）C60晶體光學(xué)成像圖；

（b）C60晶體的AFM形貌圖；（c）C60晶體的TEM成像圖；（d）C60晶體的SAED圖

本研究采用美國Delong公司生產(chǎn)的超小型低電壓透射電鏡—LVEM5來表征C60的單晶帶結(jié)構(gòu)（如圖1c所示），其主機(jī)采用Schottky場發(fā)射電子槍，能夠提供高亮度高相干的電子束，并可直接放置于實(shí)驗(yàn)室的桌面上。

在輸出曲線中可以看出，IDS與VDS具有良好線性，表現(xiàn)出良好飽和特性。（如圖2所示）。

圖2. ?場效應(yīng)管的性能表征：C60單晶不涂覆（a-c）/涂覆（d-f）共軛聚電極；

(a,d)轉(zhuǎn)移曲線圖；（b,e）45個器件電荷遷移率柱狀圖；（c,f）輸出曲線圖

LVEM5加速電壓只有5KV，但可以實(shí)現(xiàn)1.5 nm的分辨率，納米結(jié)構(gòu)可以獲得高質(zhì)量的電鏡照片，且直接保存Tiff格式，無需轉(zhuǎn)碼。無需液氮，無需專人操作管理，操作維護(hù)簡單快捷，是實(shí)驗(yàn)室的理想選擇。

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* 參考文獻(xiàn)：

Enhanced performance of field-effect transistors based on C60 single crystals with conjugated polyelectrolyte. Sci China Chem. April (2017) Vol.60 ?No.4.

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LVEM5 超小型透射電子顯微鏡? 掃描探針顯微鏡? 電導(dǎo)率-塞貝克系數(shù)掃描探針顯微鏡? 美國RHK無液氦低溫STM/qPlusAFM系統(tǒng)? 超高分辨散射式近場光學(xué)顯微鏡?