大面积定向单晶有机纳米带阵列：控制生长、晶体管和LED驱动应用

论文概述

基于有机微纳晶体的有机场效应晶体管（OFET）在过去十几年受到广泛关注，目前报道的载流子迁移率已获得极大提高，在高性能、廉价有机电子领域具有广阔的应用前景。有机微纳晶体的定向排布及阵列化有助于降低寄生漏电流，提高器件的均匀性和可重复性。然而如何高效制备晶体生长方向一致的大面积有机微纳晶体阵列是面临的重要技术挑战。现有沉积方法往往需要生长模板、复杂设备及工序，不利于简便及大面积制备，阻碍了其商业化应用前景。有鉴于此，苏州大学功能纳米与软物质研究院（FUNSOM）的揭建胜教授课题组利用一种简便的液相浸涂方法，成功制备出大面积、定向排布的BPEA和TIPS-PEN有机单晶纳米带阵列。该方法满足大批量制备的需求：在 5 × 10 cm^2硅片基底上可覆盖60%的定向晶体。在BPEA和TIPS-PEN阵列基础上所制备的OFET空穴迁移率分别超过2.0 和3.0 cm^2/V s，同时电流开关比(Ion/Ioff) 大于109。该OFET完全满足发光二极管（LED）驱动的性能要求。

文章引用信息

Wei Wang, Liang Wang, Gaole Dai, Wei Deng, Xiujuan Zhang, Jiansheng Jie, XiaohongZhang, Controlled Growth of Large-Area Aligned Single-Crystalline OrganicNanoribbon Arrays for Transistors and Light-Emitting Diodes Driving. Nano-Micro Lett.(2017) 9:52.http://dx.doi.org/10.1007/s40820-017-0153-5此工作发表于Nano-Micro Letters期刊2017年第9卷第4期，详情请阅读全文，可免费下载。本文同步在期刊微信、微博、科学网博客、Facebook、Twitter等平台推出。以往推文请关注中文推广网站（http://nmsci.cn）。

作者介绍

揭建胜，苏州大学功能纳米与软物质研究院，特聘教授教授/博士生导师。1999年与2004年分别获中国科学技术大学物理系凝聚态物理专业学士与博士学位。2005至2008年先后在香港大学与香港城市大学从事博士后研究工作。2006至2011年任合肥工业大学电子科学与应用物理学院教授。2008年入选教育部新世纪优秀人才，2014年获国家自然科学优秀青年基金。研究领域为有机微纳光电材料与器件。

主页链接：http://nano.suda.edu.cn/jie-group/index.html

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图文导读

图 1 大面积、单结晶有机纳米带阵列的制备

图 2 a)BPEA纳米带的TEM图像，d)TIPS-PEN纳米带的TEM图像，b,e) 对应的SAED图，c,f) 分别为制作在硅衬底上的BPEA和TIPS-PEN纳米带阵列的XRD图谱

图 3 涂层速度分别为10, 30, 80 微米/秒时，在SiO2/Si衬底上形成的BPEA纳米带阵列的 a)荧光显微镜图像， b)相应的SEM图像

图 4 涂层速度分别为10, 60, 80 微米/秒时，在SiO2/Si衬底上形成的TIPS-PEN纳米带阵列的 a)亮视场光学显微镜图像，b)相应的SEM图像

图 5 涂层速度为80 微米/秒时，a,b) BPEA纳米带阵列的AFM图像, c,d) TIPS-PEN 纳米带阵列的AFM图像

图 6 a,b) BPEA的典型转移（VDS =-50 V）和输出特性，d,e) 基于在SiO2/Si衬底优化配置的OFETs的TIPS-PEN纳米带阵列，c)和f)分别为基于OFETs的BPEA和TIPS-PEN纳米带阵列迁移率统计图

图 7 a) 基于OFET-LED的带状阵列的电路图，b) 基于TIPS-PEN带状阵列的OFET驱动的LED照片，c,d) 基于TIPS-PEN带阵列的OFET驱动的LED的像素的照片

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