[发明专利]一种基于有机场效应晶体管结构的光放大器件的制备方法

说明书

本发明公开一种基于有机场效应晶体管结构的光放大器件的制备方法，属于有机光电技术领域。（1）在干净的衬底栅极上制备具有DFB光栅结构的聚合物栅介电层；（2）在DFB介电层上制备有源层；（3）在有源层上制备源极和漏极，所得器件包括栅极、聚合物栅介电层、有源层、源极和漏极；该聚合物栅介电层的表面具有分布式反馈（DFB）光栅结构，制备成有机场效应晶体管（OFET）器件后可实现光放大功能。本发明不仅能够通过DFB光栅实现光放大功能，还具有场效应的开关功能。此外通过本方法制备器件的有源层可灵活改变其结构，以获得理想的光电性能，工艺简单，在有机光电领域具有重要应用前景。

技术领域

本发明涉及有机光电器件技术领域，尤其涉及一种基于有机场效应晶体管结构的光放大器件的制备方法。

背景技术

在过去的十几年里，有机电子器件和有机光子器件的研究与实际应用都取得了跨越式的进步，这些器件典型代表包括有机场效应晶体管（OFETs）、有机发光二极管（OLEDs）、有机太阳能电池（OPVs）以及有机激光器（OLDs）等，有机电子和光子器件是可穿戴设备、柔性显示、光电探测、有机激光显示器以及生物传感等应用的重要基础元件。而随着人们对柔性电子皮肤、智能人机交互等多功能化集成产品的需求，仅具有单一功能的有机电子或光子器件无法满足系统的集成度。

由于整合科学和技术方面存在着诸多难题，具有多功能特性的光电集成仍然难以实现。一个常见的策略是将光学元件整合到电子元件中。作为电子逻辑的关键组成部分之一，电子晶体管被认为是高密度芯片上集成光电子电路的主要器件结构。研究者们已经提出了一些基于OFET结构的用于有机光电集成的多功能晶体管，例如有机光敏探测器件、光电开关器件和场效应光波导器件。

有机激光材料具有种类丰富，色彩可以覆盖整个可见光谱，和可溶液加工等诸多优势，可广泛应用于生物医学研究、显示以及多功能集成光电器件等领域。因此将有机激光即光放大功能引入OFET结构中，有望实现新型的多功能有机光电集成器件。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于有机场效应晶体管结构的光放大器件的制备方法，将DFB光栅结构引入PDMS中，并将其作为OFET的介电层，选用合适的有机激光材料，所制备的器件具有场效应功能和光放大功能。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种基于有机场效应晶体管结构的光放大器件的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将PDMS预聚物与固化剂混合，添加溶剂按照溶剂：PDMS的体积比为2：1，得PDMS溶液；

步骤2，将PDMS溶液滴在洁净的DFB光栅模板上进行旋涂；

步骤3，将洁净的栅极覆盖到步骤2中带有PDMS的DFB光栅模板上，加压后进行热固化处理，再将栅极与光栅模板分离后，在栅极表面留下具有DFB光栅结构的PDMS薄膜层，再对其进行紫外臭氧处理，其中，具有DFB结构的PDMS栅介电层（PDMS-DFB）的光栅纳米沟槽周期结构的占空比为30%~70%，沟槽深度为10 nm~100 nm，周期范围为200 nm~3 μm；

步骤4，在PDMS-DFB表面制备厚度为110 nm~160 nm单层结构的有源层；

步骤5，在有源层上制备源极与漏极，即得所述的基于OFET结构的光放大器件。

作为改进的是，步骤1中所述的溶剂为正己烷、环己烷、或甲苯中一种；所述PDMS预聚物与固化剂的体积比为10：1。

作为改进的是，步骤3中所述的热固化处理的温度为150℃，处理时间为6 min；步骤3中所述的PDMS栅介电层的紫外臭氧处理时间为50 min~ 80 min。

作为改进的是，步骤4中所述的有源层通过旋涂、浸涂、刮涂或真空热蒸镀制备。

作为改进的是，步骤5中所述的源极和漏极均通过真空热蒸镀制备。