中科院在有機場效應晶體管研究取得新進展

在國家自然科學基金委、科技部、中科院的大力支持下，化學所有機固體院重點實驗室劉云圻研究員、張德清研究員、朱道本院士和他們的研究生，近期在利用有機氮氧自由基為半導體材料制備的場效應晶體管的研究方面取得新進展，有關研究成果申請了中國發明專利并發表在近期的J. Am. Chem. Soc. (2006, Vol. 128, No. 40, p.13058－13059)上。

　　有機自由基通常是順磁性分子，有一個或多個未成對電子，每個未成對電子向分子提供S＝1/2自旋，已被廣泛應用于有機導體，有機超導體，有機半導體和有機磁性材料方面。有機自由基具有優良的成膜性；對多種物質敏感，可作為傳感器的活性材料；在固態下顯示出良好的磁性，可用于制備多功能器件。因此，在有機薄膜器件方面應用前景廣闊。該研究首先合成了2-芘氧-4,4,5,5-四甲基咪唑啉-1-氧自由基，研究了該有機半導體的磁性能表征和薄膜性能，并以它為半導體材料，以SiO2(450 nm)為絕緣層制備了場效應晶體管。結果表明，采用該化合物制備的器件顯示出良好的p-型場效應性能,場效應遷移率高達0.1cm2/Vs，開關比為5′104；同時該器件具有較低的閾值電壓(約-0.6 V )和亞閾值斜率(540 mV decade-1)，保證了器件可以在較低的操作電壓下工作。這一研究進展，預示著2-芘氧-4,4,5,5-四甲基咪唑啉-1-氧自由基將有可能成為新一類的有機半導體材料。