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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳鴻興
論文名稱:利用噴墨印刷技術製作有機場效電晶體
論文名稱(外文):Use ink-jet printing method to fabricate organic field-effect transistors
指導教授:蕭德瑛
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:動力機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:57
中文關鍵詞:噴墨印刷有機場效電晶體
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本研究之目的在於應用壓電噴墨方式製作出一有機場效電晶體,並量測每一層有機物的電性與最後FET整體電性。每一層有機物都以適當的溶劑溶解形成溶液,再將溶液加入清洗好的墨水夾中即可在玻璃片上進行噴墨,再將噴上有機溶液的玻璃片放入高溫爐烘烤將溶劑除去並進行退火,在適當的安排有機物的層次排列下則可製作出FET來。實驗結果顯示:太白粉水溶液在黏度42.3CP以上因為黏度值過高所以無法運用印表機噴出。Polyimide電阻值超過2000MΩ,可作為FET的介電層。醋酸銅與2-乙基己酸銅溶液經高溫烘烤並通入氫氣與氮氣後無法還原為銅,但2-乙基己酸銅粉末可在高溫烘烤並通入氫氣與氮氣後還原部分銅,但附著力不好。乳酸銀與苯甲酸銀溶液經高溫烘烤後皆可作為導電金屬層,而苯甲酸銀的導電度為3184.7 S/cm。Polypyrrole在摻雜態時的導電度為0.543 S/cm,符合半導體的導電度,但在摻雜態時沒有場效特性,所以電流電壓特性為一直線,Polypyrrole需要去摻雜才可有場效特性。甲基四氫比咯酮會腐蝕噴墨頭塑膠部分,而嘗試用金屬與玻璃材料取代噴墨頭塑膠部分,則沒有適當固定金屬與玻璃材料的固定黏膠。

第一章 簡 介 1
1.1 研究動機 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 傳統矽基電晶體與有機電晶體的比較 3
1.4 研究目的 4
第二章 理 論 6
2.1 半導體簡介 6
2.1.1 p型材料 6
2.1.2 n型材料 7
2.2 金屬/半導體接觸(Metal-semiconductor contact, Schotty barrier) 9
2.2.1 整流(蕭基)接觸(Schotty Barrier Contact) 9
2.2.2 歐姆接觸(Ohmic Contacts) 11
2.3 有機導電材料[14] 15
2.3.1 能帶理論 15
2.3.2 偏極子(polaron)及雙偏極子(bipolaron) 16
2.4場效(Field Effect)[15] 19
2.4.1加強模式(enhancement mode) 23
2.4.2空泛模式(depletion mode) 23
2.4.3理想的FET電流-電壓特性 25
2.5壓電噴墨原理[16] 32
第三章 實驗內容與結果 39
3.1 藥品與實驗設備 39
3.2 實驗步驟與結果 41
3.2.1導電度量測 41
3.2.2噴墨實驗 42
3.2.3 FET之製作與定性測試 43
第四章 結果討論與建議 53
參 考 資 料 55

[1] K. F. Teng and Robert W. Vest,“Metallization of Solar Sells with Ink Jet Printing and Silver Metallo-Organic Inks”,IEEE Transactions on Components, Hybrids, and Manufacturing Technology,VOL.11,NO. 3,pp. 291-297(1988)
[2]T. R. Hebner, C. C. Wu, M. H. Lu, and J. C. Sturm,“Ink-Jet Printing of Doped Polymers for Organic Light Emitting Devices”,Applied Physics Letters,VOL.72,NO.5,pp. 519-521(1998)
[3]Jayesh Bharathan and Yang Yang,“Polymer Electroluminescent Devices Processed by Inkjet Printing:I.Polymer Light-Emitting Logo”,Applied Physics Letters,VOL.72,NO.21,pp. 2660-2662(1998)
[4]Shun-Chi Chang, Jayesh Bharathan and Yang Yang,“Dual-Color Polymer Light-Emitting Pixels Processed by Hybrid Inkjet Printing” ,Applied Physics Letters,VOL.73,NO.18,pp. 2561-2563,1998
[5]Thomas S. Lundgren, and Butrus T.Khuri-Yakub,“Controlled Ink-Jet Printing and Deposition of Organic Polymers and Solid Particles” Applied Physics Letters,VOL.73,NO.16,pp. 2375-2377,(1998)
[6]Cheong Min Hong and Sigurd Wagner,“Inkjet Printed Copper Source/Drain Metallization for Amorphous Silicon Thin-Film Transistors”,IEEE Electron Device Letters,VOL.21,NO.8,pp. 384-386(2000)
[7]H.Shirakawa, E. J. Louis, A. G. Macdiarmid, C. K. Chiang and A. J. Heeger,J Chem Soc Chem Comm 579(1977)
[8]A. K. Bakhshi, J. Ladik, and M. seel,“Comparative Study of The Electronic Structure and Conduction Properties of Polypyrrole, Polythiophene and Polyfuran and Their Copolymers”,Physical Review B,VOL.35,NO.2,pp. 704-711(1987)
[9]S. Miyauchi, A. Fueki, Y. Sorimachi and I. Tsubata,“Junction Properties Between Indium and Doped Polypyrrole”,Synthetic Metal,28 C691-C695(1989)
[10]H. Koezuka and A. Tsumura,“Field-Effect Transistor Utilizing Conducting Polymers”,Synthetic Metal,28 C753-C760(1989)
[11]S. C. K. Misra, B. D. Malhotra, N. N. Beladakere, and Subhas Chandra,“Metal/Semiconductive Polymer Schottky Device”,Applied Physics Letters,VOL.58,NO.1,pp. 51-52(1990)
[12]S. Miyauchi, Y. Goto, I. Tsubata and Y. Sorimachi,“Heterojunction Devices Consisting of Conducting Polymers”,Synthetic Metal,41-43 1051-1056(1991)
[13]Zhenan Bao, John A. Rogers and Howard E. Katz,“Printable Organic and Polymer Semiconducting Materials and Devices”,Journal of Materials Chemistry,9,1895-1904(1999)
[14]方毅,“共軛導電高分子電子元件之研究”,博士論文,清華大學化學工程研究所(1993)
[15]Donald A. Neamen,“Electronic Circuit Analysis and Design”,McGraw-Hill(1996)
[16]劉欣怡,“壓電噴墨印頭液滴形成過程之研究”,碩士論文,台灣大學機械工程學系(1997)
[17]Schroder, Dieter K and Dieter K. Schroder,“Semiconductor Material and Device Characterization”,2nd ed,New York :Wiley(1998)
[18]Shinnosuke Miyauchi, Yasuo Hattori, Toshiyuki Takamatsu and Yoshio Sorimachi,“Junction Properties of Polypyrrole Containing a Small Amount of Poly(ethylene oxide) with Indium”,Journal of Applied Polymer Science,VOL.44,377-381(1992)
[19]Katsmi Yoshino, Xiao Hong Yin, Shigenori Morita, Yutaka Nakanishi,“Preparation and Electrical Property of Polypyrrole-Polyethylene Composite”,Journal of Applied Physics,VOL.32,pp. 979-981(1993)
[20] H. Koezuka, A. Tsumura and T. Ando,“Field-Effect Transistor with Ploythiophene Thin Film”,Synthetic Metal,18,699-704,(1987)

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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