[发明专利]一种基于有机小分子薄膜晶体管的环境气体检测方法

权利要求书

1.一种基于有机小分子薄膜晶体管的环境气体检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.建立标准曲线：将有机小分子半导体薄膜晶体管依次置于一系列不同气氛环境中，分别测得所述有机小分子半导体薄膜晶体管在各气氛下饱和区的传输特性曲线，根据该传输特性曲线计算出不同氛围下有机小分子半导体薄膜晶体管的迁移率、阈值电压，从而得到迁移率-氛围标准曲线、阈值电压-氛围标准曲线；

S2.环境气氛测试：将有机小分子半导体薄膜晶体管置于待测环境中，测得其饱和区的传输特性曲线，根据该传输特性曲线计算得到有机小分子半导体薄膜晶体管在待测环境中的迁移率μ_sat和阈值电压V_TH，将μ_sat、V_TH代入上述迁移率-氛围标准曲线和阈值电压-氛围标准曲线，共同验证，即可得到待测环境氛围。

2.如权利要求1所述环境气体检测方法，其特征在于，S1中所述一系列不同气氛环境依次为真空、氧气、氮气和空气。

3.如权利要求2所述环境气体检测方法，其特征在于，当迁移率μ_sat为2.60～3.31cm²V^-1s^-1，阈值电压V_TH为20.40～22.22V，则待测环境氛围为真空；当迁移率μ_sat为1.10～2.00cm²V^-1s^-1，阈值电压V_TH为25.63～28.78V，则待测环境氛围为氮气；当迁移率μ_sat为2.00～2.51cm²V^-1s^-1，阈值电压V_TH为22.5～24.59V，则待测环境氛围为氧气；当迁移率μ_sat为3.97～5.49cm²V^-1s^-1，阈值电压V_TH为14.34～18.00V，则待测环境氛围为空气。

4.如权利要求1～3任何一项所述环境气体检测方法，其特征在于，S1中所述迁移率的计算方法为：其中其中μ_sat为迁移率，L为沟道长度，W为沟道宽度，I_d(sat)为沟道电流，V_g为栅极电压，Ci为平均电容。

5.如权利要求1～3任何一项所述环境气体检测方法，其特征在于，所述阈值电压V_TH的检测方法为：根据曲线中的线性区域拟合成直线，与Vg轴相交的点即为阈值电压V_TH，其中I_d为沟道电流，Vg为栅极电压。

6.如权利要求1所述环境气体检测方法，其特征在于，所述有机小分子半导体薄膜晶体管为C8-BTBT晶体管，包括衬底和衬底上依次层叠的氧化硅层、栅极、C8-BTBT有源层、MoO₃缓冲层和源漏电极。

7.如权利要求6所述环境气体检测方法，其特征在于，所述衬底为P型重掺硅片。

8.如权利要求6所述环境气体检测方法，其特征在于，所述MoO₃缓冲层的厚度为5nm。

9.如权利要求6所述环境气体检测方法，其特征在于，源漏电极为Au，其厚度为40nm。

10.如权利要求6所述环境气体检测方法，其特征在于，S1中所述传输特性曲线的测试方法为，在常温常压下，对C8-BTBT晶体管的漏极电极施加-40V的电压，对C8-BTBT晶体管的栅极施加-40～5V的电压。