[发明专利]一种有机薄膜晶体管的用途及基于其的有机薄膜的杨氏模量值评估方法

说明书

本发明涉及一种有机薄膜晶体管的用途及基于其的有机薄膜的杨氏模量值评估方法，所述有机薄膜晶体管用于气压传感器件，相较于传统的气压传感器件，其具有制备工艺简单、尺寸小，且对气体种类无选择响应的特点，从而具有更宽的应用范围；同时本发明中基于将有机薄膜制成有机薄膜晶体管，并作为气压传感器件，测试其输出电流与气压的对应关系，进而通过理论分析半定量估算得出有机薄膜的杨氏模量，避免了通过探针技术实验表征的各种困难，具有很大的实际应用前景。

技术领域

本发明属于传感器件领域，涉及一种有机薄膜晶体管的用途及基于其的有机薄膜的杨氏模量值评估方法。

背景技术

随着电子信息技术快速发展，种类多样的传感器作为信息高效采集手段，在人类生活中发挥着越来越重要的作用。在众多采集信息中，气体压强参数的获取需求十分重要。气压传感器是将被测的气压信号转换成可测信号从而实现气压测量的感应元件，是应用非常广泛的一种传感器。例如通过使用气压传感器实时监测航天器飞行高度，预测天气变化，计算海拔高度，预防工业环境低压等，同时还可应用在人工智能的电子皮肤中，精确感知外部气压变化。现有研究主要是基于无机半导体材料制备气压传感器，其中，基于硅的压阻式气压传感器研究最成熟，但工艺十分复杂。

传统的无机半导体材料功能单一，且难于降低尺寸满足当下小型化需求，限制了气压传感器在诸多领域的应用。因此开发和使用新型材料制备的气压传感器十分重要。现有技术中通过制备氧化锌纳米线薄膜气压传感器，提出了对气压敏感的一种新型材料(参见文献：A vacuum pressure sensor based on ZnO nanobelt film.Nanotechnology,Zheng,X.J.et al.22,43,5501,(2011))，此方案所得氧化锌气压传感器在惰性气氛下缺乏响应，只在含氧气氛中对压强变化有响应，这限制了此类传感器适用范围，很难满足实际应用中的需求。

杨氏模量是表征材料弹性形变难易程度的重要参数，对研究材料的力学特征有重要意义。准确测定软物质薄膜材料的杨氏模量目前还没有太好的方法，甚至连估算其数量级大小都不易做到。这主要是由于现有测量薄膜杨氏模量的方法主要基于探针技术，例如纳米压痕仪，原子力显微镜(AFM)等(参见文献：Langmuir，28卷，第46期，16060-16071页)，上述测试方法普遍对硬物质即高杨氏模量材料适用，而对低杨氏模量的软物质则由于其表面粘附力强，结构容易被测量探针损坏原因导致对其测量具有相当难度。共轭有机分子薄膜及聚合物导电薄膜因其在柔性可穿戴电子器件潜在的应用，因而获得此类材料力学特性指标如杨氏模量甚为关键。

目前的气体压强传感器普遍存在诸多弊端，如只对特定气氛气体响应、制备工艺复杂、材料种类单一，柔韧性及稳定性差等。同时，动态力学分析仪(DMA)无法原位测量生长在衬底上的薄膜的杨氏模量，金刚石压头的纳米压痕仪只能测量杨氏模量高于1GPa的薄膜，对低杨氏模量的软物质薄膜测量不适用。原子力显微镜(AFM)测量过程中对薄膜厚度，表面静电及测量探针的粗细等要求苛刻，使得对软物质有机薄膜杨氏模量的测量很难实施。

因此，开发一种制备工艺简单，尺寸小，且对气体种类无选择响应的气压传感器和一种评估方法简单有效的有机薄膜的杨氏模量值的评估方法仍具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机薄膜晶体管的用途及基于其的有机薄膜的杨氏模量值评估方法，所述有机薄膜晶体管用于气压传感器件，相较于传统的气压传感器件，其具有制备工艺简单、尺寸小，且对气体种类无选择响应的特点，从而具有更宽的应用范围；同时本发明中基于将有机薄膜制成有机薄膜晶体管，并作为气压传感器件，测试其输出电流与气压的对应关系，进而通过理论分析半定量估算得出有机薄膜的杨氏模量，避免了通过探针技术实验表征的各种困难，具有很大的实际应用前景。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种有机薄膜晶体管的用途，所述有机薄膜晶体管用于气压传感器。