[发明专利]一种基于聚合物掺杂半导体纳米粒子的有机场效应晶体管存储器

权利要求书

1.一种基于聚合物掺杂半导体纳米粒子有机场效应晶体管存储器，所述有机场效应晶体管存储器自上而下依次包括源漏电极、有机半导体、栅绝缘层、栅电极，其特征在于：所述有机场效应晶体管存储器的有机半导体和栅绝缘层之间设有聚合物掺杂半导体纳米粒子薄膜层，该层作为电荷存储层用于捕获电荷。

2.根据权利要求1所述有机场效应晶体管存储器，其特征在于：所述有机场效应晶体管存储器还包括衬底及形成于该衬底之上的栅电极；所述衬底选自高掺杂硅片、玻璃片或塑料PET；所述栅电极采用的材料选自高掺杂硅、铝、铜、银、金、钛或钽。

3.根据权利要求1或2所述的有机场效应晶体管存储器，其特征在于：所述聚合物掺杂半导体纳米粒子薄膜层中的聚合物选自低介电常数聚合物材料。

4.根据权利要求3所述的有机场效应晶体管存储器，其特征在于：所述低介电常数聚合物材选自聚乙烯基咔唑，聚苯乙烯或聚甲基苯烯酸甲酯中的一种或几种的混合物；所述聚合物掺杂半导体纳米粒子薄膜层的厚度为15～20nm。

5.根据权利要求1或2所述的有机场效应晶体管存储器，其特征在于：所述掺杂的半导体纳米粒子的材料选自C₆₀。

6.根据权利要求1或2所述的有机场效应晶体管存储器，其特征在于：所述栅绝缘层采用的材料选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、聚苯乙烯PS或聚乙烯吡咯烷酮PVP，所述栅绝缘层的薄膜厚度为50～300nm；所述有机半导体层采用的材料选自并五苯、并四苯、钛青铜、氟化钛青铜、红荧烯、并三苯或3-己基噻吩，所述有机半导体层的薄膜厚度为30～50nm；所述源漏电极材料选自金属或有机导体材料，其厚度为60～100nm。

7.根据权利要求6所述的有机场效应晶体管存储器，其特征在于：所述有机半导体层采用热真空蒸镀成膜法成膜；所述源漏电极的制备方法为磁控溅射法、喷墨打印法或真空蒸镀法；所述源漏电极材料为铜或金。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的基于聚合物掺杂半导体纳米粒子的有机场效应晶体管存储器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配制低介电常数材料聚合物溶液，溶于低沸点溶剂，其浓度3～5mg/ml；

(2)配制半导体溶液，溶于低沸点溶剂，其浓度为1～2mg/ml；

(3)将上述(1)和(2)过程配制的溶液以摩尔比为2:1的比例混合，并在超声仪中超声30min；

(4)选择合适的材料作为衬底，并在衬底上形成栅电极和栅绝缘层获得基片，栅绝缘层薄膜的厚度为50～300nm，清洗干净基片后烘干；

(5)将洗净烘干的基底紫外臭氧处理3～5min；

(6)在步骤(5)中的基底上旋涂步骤(3)中的溶液，厚度为15～20nm，将旋涂好的样品在烘箱中80℃干燥30min；

(7)在步骤(6)中制备完成的样品表面真空蒸镀有机半导体层和源漏电极。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的低沸点溶剂为甲苯；步骤(6)中的旋涂过程在氮气手套箱内进行。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤(7)所述真空蒸镀有机半导体材料为并五苯，蒸镀速率为真空度控制在6×10^-5pa～6×10^-4pa，采用晶振控制厚度在30～50nm；步骤(7)所述真空蒸镀的源漏电极为铜或金，蒸镀速率控制厚度在60～100nm。