有機(jī)半導(dǎo)體材料可以用于電子器件如有機(jī)光伏器件(opv)、有機(jī)場效應(yīng)晶體管(ofet)、有機(jī)發(fā)光二極管(oled)和有機(jī)電致變色器件(ecd)中。
對于有效且長效的性能,希望有機(jī)半導(dǎo)體材料基器件顯示出高載流子遷移率以及高穩(wěn)定性。
此外,希望有機(jī)半導(dǎo)體材料與液體加工技術(shù)如旋涂相容,因?yàn)橐后w加工技術(shù)從可加工性角度看是有利的,并且因此允許生產(chǎn)低成本有機(jī)半導(dǎo)體材料基電子器件。此外,液體加工技術(shù)還與塑料基材相容,并且因此允許生產(chǎn)輕質(zhì)且機(jī)械柔韌的有機(jī)半導(dǎo)體材料基電子器件。
有機(jī)半導(dǎo)體材料可以是p型、n型或雙極性(顯示p型和n型行為)有機(jī)半導(dǎo)體材料。
casey,a.;han,y.;fei,z.;whitea.j.p.;anthopoulos,t.d.;heeney,m.j.mat.chemc,2014,doi:10.1039/c4tc02008a描述了包含至少一種苯并[c][1,2,5]噻二唑-5,6-二腈單元的聚合物及其作為電子器件中半導(dǎo)體材料的用途。
casey等的制備包含至少一種苯并[c][1,2,5]噻二唑-5,6-二腈單元的聚合物的方法由
本發(fā)明的目的是要提供一種制備包含至少一種苯并[c][1,2,5]噻二唑-5,6-二腈單元的聚合物的改進(jìn)方法。
該目的權(quán)利要求1和8的方法、權(quán)利要求9的化合物實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明方法是一種制備包含至少一種下式單元的聚合物的方法:
其中
ar1和ar2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為c6-14亞芳基或5-15員亞雜芳基,
其中ar1和ar2可以被1-4個選自c1-30烷基、cn和c6-14芳基的取代基取代,以及
其中至少兩個相鄰ar1和至少兩個相鄰ar2分別可以額外經(jīng)由-(l)m-連接基連接,
其中l(wèi)在每次出現(xiàn)時選自cr1r2、c=cr1r2、c=o和sir1r2,其中r1和r2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為h或c1-20烷基,并且m為1或2,
o為1-8的整數(shù),以及
n為1-8的整數(shù),
該方法包括如下步驟:
(i)用s給體試劑處理下式化合物:
其中
y2為i、br、cl或o-s(o)2cf3,
以得到下式化合物:
其中y2如對式(5)化合物所定義。
該s給體試劑優(yōu)選為亞硫酰氯。該反應(yīng)通常在升高的溫度下,如在30-100℃,優(yōu)選40-70℃的溫度下進(jìn)行。
c1-6烷基、c1-20烷基和c1-30烷基可以是支化或未支化的。c1-6烷基的實(shí)例是甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、異戊基、正-(1-乙基)丙基和正己基。c1-20烷基的實(shí)例是c1-6烷基以及正庚基、正辛基、正-(2-乙基)己基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基和正二十烷基(c20)。c1-30烷基、c1-36烷基、c1-50烷基、c1-60烷基和c1-100烷基的實(shí)例是c1-20烷基和正二十二烷基(c22)、正二十四烷基(c24)、正二十六烷基(c26)、正二十八烷基(c28)和正三十烷基(c30)。
c6-10亞芳基的實(shí)例是
c6-14亞芳基的實(shí)例是c6-10亞芳基以及
5員亞雜芳基的實(shí)例是:
其中r100為c1-20烷基。
5-9員亞雜芳基的實(shí)例是5員亞雜芳基以及
5-12員亞雜芳基的實(shí)例是5-9員亞雜芳基以及
其中r100為c1-20烷基。
5-15員亞雜芳基的實(shí)例為5-12員亞雜芳基以及
其中r100為c1-20烷基。
c6-10芳基的實(shí)例為
c6-14芳基的實(shí)例為c6-10芳基以及
額外經(jīng)由-(l)m-連接基連接的至少兩個相鄰ar1和至少兩個相鄰ar2的實(shí)例分別為:
其中r1和r2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為h或c1-20烷基。
優(yōu)選聚合物基于該聚合物的重量包含至少40重量%式(1)的單元。
更優(yōu)選聚合物基于該聚合物的重量包含至少60重量%式(1)的單元。
甚至更優(yōu)選基于該聚合物的重量聚合物包含至少80重量%式(1)的單元。
最優(yōu)選聚合物基本由式(1)的單元構(gòu)成。
優(yōu)選ar1和ar2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為c6-14亞芳基或5-12員亞雜芳基,
其中ar1和ar2可以被1-4個選自c1-30烷基、cn和c6-14芳基的取代基取代,以及
其中至少兩個相鄰ar1和至少兩個相鄰ar2分別可以額外經(jīng)由-(l)m-連接基連接,
其中l(wèi)在每次出現(xiàn)時選自cr1r2、c=cr1r2、c=o和sir1r2,其中r1和r2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為h或c1-20烷基,并且m為1或2。
更優(yōu)選ar1和ar2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為c6-10亞芳基或5-9員亞雜芳基,
其中ar1和ar2可以被1-4個選自c1-30烷基、cn和c6-14芳基的取代基取代,以及
其中至少兩個相鄰ar1和至少兩個相鄰ar2分別可以額外經(jīng)由-(l)m-連接基連接,
其中l(wèi)在每次出現(xiàn)時選自cr1r2、c=cr1r2、c=o和sir1r2,其中r1和r2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為h或c1-20烷基,并且m為1或2。
甚至更優(yōu)選ar1和ar2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為5-9員亞雜芳基,其中ar1和ar2可以被1-4個選自c1-30烷基、cn和c6-14芳基的取代基取
代,以及
其中至少兩個相鄰ar1和至少兩個相鄰ar2分別可以額外經(jīng)由-(l)m-連接基連接,
其中l(wèi)在每次出現(xiàn)時選自cr1r2、c=cr1r2、c=o和sir1r2,其中r1和r2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為h或c1-20烷基,并且m為1或2。
最優(yōu)選ar1和ar2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為5員亞雜芳基,其中ar1和ar2可以被1-4個選自c1-30烷基、cn和c6-14芳基的取代基取代。
尤其優(yōu)選ar1和ar2均為可以被1或2個c1-30烷基取代的
優(yōu)選o為1-6的整數(shù),以及n為1-6的整數(shù)。
更優(yōu)選地o為1-4的整數(shù),以及n為1-4的整數(shù)。
最優(yōu)選o為1-3的整數(shù),以及n為1-3的整數(shù)。
在包含至少一種式(1)的單元的優(yōu)選聚合物中,
ar1和ar2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為c6-14亞芳基或5-12員亞雜芳基,
其中ar1和ar2可以被1-4個選自c1-30烷基、cn和c6-14芳基的取代基取代,以及
其中至少兩個相鄰ar1和至少兩個相鄰ar2分別可以額外經(jīng)由-(l)m-連接基連接,
其中l(wèi)在每次出現(xiàn)時選自cr1r2、c=cr1r2、c=o和sir1r2,其中r1和r2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為h或c1-20烷基,并且m為1或2,
o為1-8的整數(shù),以及
n為1-8的整數(shù)。
在包含至少一種式(1)的單元的更優(yōu)選聚合物中,
ar1和ar2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為c6-10亞芳基或5-9員亞雜芳基,
其中ar1和ar2可以被1-4個選自c1-30烷基、cn和c6-14芳基的取代基取代,以及
其中至少兩個相鄰ar1和至少兩個相鄰ar2分別可以額外經(jīng)由-(l)m-連接基連接,
其中l(wèi)在每次出現(xiàn)時選自cr1r2、c=cr1r2、c=o和sir1r2,其中r1
和r2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為h或c1-20烷基,并且m為1或2,o為1-6的整數(shù),以及
n為1-6的整數(shù)。
在包含至少一種式(1)的單元的甚至更優(yōu)選聚合物中,
ar1和ar2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為5-9員亞雜芳基,
其中ar1和ar2可以被1-4個選自c1-30烷基、cn和c6-14芳基的取代基取代,以及
其中至少兩個相鄰ar1和至少兩個相鄰ar2分別可以額外經(jīng)由-(l)m-連接基連接,
其中l(wèi)在每次出現(xiàn)時選自cr1r2、c=cr1r2、c=o和sir1r2,其中r1和r2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為h或c1-20烷基,并且m為1或2,
o為1-6的整數(shù),以及
n為1-6的整數(shù)。
在包含至少一種式(1)的單元的最優(yōu)選聚合物中,
ar1和ar2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為5員亞雜芳基,
其中ar1和ar2可以被1-4個選自c1-30烷基、cn和c6-14芳基的取代基取代,
o為1-4的整數(shù),以及
n為1-4的整數(shù)。
在包含至少一種式(1)的單元的特別優(yōu)選聚合物中,
ar1和ar2均為可以被c1-30烷基取代的
o為1-3的整數(shù),以及
n為1-3的整數(shù)。
尤其優(yōu)選的聚合物為:
下式化合物:
其中
y2在每次出現(xiàn)時為i、br、cl或o-s(o)2cf3,
可以通過用y2給體試劑處理下式化合物而制備:
其中y2如對式(5)化合物所定義。
反應(yīng)條件取決于y2給體。若y2給體例如為與過氧化氫組合的氫溴酸,則該反應(yīng)通常通過首先將氫溴酸加入化合物(6)中,然后在-5℃至10℃的溫度下,優(yōu)選在0℃下加入過氧化氫而進(jìn)行。該反應(yīng)可以在合適溶劑如甲醇存在下進(jìn)行。
制備包含至少一種下式單元的聚合物的優(yōu)選方法:
其中
ar1和ar2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為c6-14亞芳基或5-15員亞雜芳基,
其中ar1和ar2可以被1-4個選自c1-30烷基、cn和c6-14芳基的取代基取代,以及
其中至少兩個相鄰ar1和至少兩個相鄰ar2分別可以額外地經(jīng)由-(l)m-連接基連接,
其中l(wèi)在每次出現(xiàn)時選自cr1r2、c=cr1r2、c=o和sir1r2,其中r1和r2相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為h或c1-20烷基,并且m為1或2,
o為1-8的整數(shù),以及
n為1-8的整數(shù),
該方法包括如下步驟:
(i)用s給體試劑處理下式化合物:
其中
y2為i、br、cl或o-s(o)2cf3,
以得到下式化合物:
其中y2如對式(5)化合物所定義,
(ii)在催化劑ii存在下用下式化合物處理在步驟(i)中得到的式(4)化合物:
其中
ar1和o如對包含至少一種式(1)的單元的聚合物所定義,以及
zb選自b(oz1)(oz2)、snz1z2z3、
其中z1、z2、z3、z4、z5和z6相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為h或c1-6烷基,
以得到下式化合物:
其中
ar1和o如對包含至少一種式(1)的單元的聚合物所定義,以及
(iii)用其中y1為i、br、cl或o-s(o)2cf3的y1給體試劑處理在步驟(ii)中得到的式(3)化合物,以得到下式化合物:
其中
ar1和o如對包含至少一種式(1)的單元的聚合物所定義,以及
y1在每次出現(xiàn)時為i、br、cl或o-s(o)2cf3,
(iv)在催化劑i存在下用下式化合物處理在步驟(iii)中得到的式(2)化合物:
其中
ar2和n如對包含至少一種式(1)的單元的聚合物所定義,以及
za在每次出現(xiàn)時選自b(oz1)(oz2)、snz1z2z3、
其中z1、z2、z3、z4、z5和z6相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為h或c1-6烷基,
以得到包含至少一種式(1)的單元的聚合物。
步驟(iii)的反應(yīng)條件取決于y1給體。若y1給體例如為n-溴代琥珀酰亞胺(nbs),則該反應(yīng)通常在環(huán)境溫度下,如在15-30℃的溫度下,優(yōu)選在室溫下進(jìn)行。該反應(yīng)可以在合適溶劑如氯仿和乙酸的混合物存在下進(jìn)行。
當(dāng)za和zb分別選自b(oz1)(oz2)、
其中z1、z2、z3、z4、z5和z6相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為h或c1-6烷基,催化劑i和催化劑ii優(yōu)選分別為與堿如k3po4、na2co3、k2co3、lioh或naome組合的pd催化劑如pd(p(ph)3)4、pd(oac)2或pd2(dba)3。取決于該pd催化劑,該反應(yīng)可能還要求存在膦配體如p(ph)3、p(鄰甲苯基)3和p(叔-bu)3。該反應(yīng)通常在升高的溫度下,如在40-250℃,優(yōu)選60-200℃的溫度下進(jìn)行。該反應(yīng)可以在合適溶劑如四氫呋喃、甲苯或氯苯存在下進(jìn)行。該反應(yīng)通常在惰性氣體下進(jìn)行。
當(dāng)za和zb分別為其中z1、z2和z3相互獨(dú)立地且每次出現(xiàn)時為c1-6烷基的snz1z2z3時,催化劑i或催化劑ii優(yōu)選為pd催化劑如pd(p(ph)3)4或pd2(dba)3。取決于pd催化劑,該反應(yīng)還可能要求存在膦配體如p(ph)3、p(鄰甲苯基)3和p(叔-bu)3。該反應(yīng)通常也在升高的溫度下,如在40-250℃,優(yōu)選60-200℃的溫度下進(jìn)行。該反應(yīng)可以在合適溶劑如甲苯或氯苯存在下進(jìn)行。該反應(yīng)通常在惰性氣體下進(jìn)行。
也為本發(fā)明的一部分的是一種制備下式化合物的方法:
其中y2為i、br、cl或o-s(o)2cf3,
該方法包括用s給體試劑處理下式化合物的步驟:
其中
y2如對式(4)化合物所定義。
也為本發(fā)明的一部分的是如下化合物:
其中y2為i、br、cl或o-s(o)2cf3。
包含至少一種式(1)的單元的聚合物可以在電子器件中用作半導(dǎo)體材料。該電子器件可以是有機(jī)光伏器件(opv)、有機(jī)場效應(yīng)晶體管(ofet)、有機(jī)發(fā)光二極管(oled)或有機(jī)光電二極管(opd)。
本發(fā)明制備包含至少一種式(1)的單元的聚合物的方法是有利的,因?yàn)樗墒?4)的中間體化合物出發(fā),這允許容易地?fù)饺敫鞣Nar1和ar2。本發(fā)明方法還是有利的,因?yàn)樗夹g(shù)上可行并且是經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的,因此適合用于以更大規(guī)模制造包含至少一種式(1)的單元的聚合物。casey等所述的方法例如要求冠醚(croneether)以由cn基團(tuán)替代f基團(tuán)。然而,冠醚有毒且且昂貴,因此casey等所述的方法不適合用于以更大規(guī)模制造包含至少一種式(1)的單元的聚合物。
圖1說明在各種漏電壓vds下測量的包含聚合物pa作為半導(dǎo)體的底柵極底接觸場效應(yīng)晶體管的轉(zhuǎn)換曲線。
實(shí)施例1
制備化合物4a
制備化合物5a
在氬氣氣氛下將化合物6(1g,6.32mmol)溶于甲醇(110ml)中,加入溴化鉀并將該混合物冷卻至0℃。滴加氫溴酸(62重量%,2.01eq,12.68mmol,1.12ml),然后滴加70重量%叔丁基氫過氧化物(4.01eq.,25.37mmol,0.55ml)。過氧化氫的加入在每次于室溫下攪拌24小時之后重復(fù)2-3次。該反應(yīng)通過fd-ms和1h-nmr光譜法連續(xù)監(jiān)測。在反應(yīng)完成之后將粗產(chǎn)物濾出,用甲醇洗滌并將固體殘余物用dcm進(jìn)行5天索氏提取。在由dcm沉淀之后以淺紅色固體得到化合物5a。產(chǎn)量:1.176g,3.72mmol,59%。1h-nmr:δ(300mhz,dmso-d6)=6.42(s,4h)。13c-nmr:δ(300mhz,dmso-d6)=105.94,105.99,116.33,136.88。fd-ms:m/z=315.4(計(jì)算值315.9)。hrms(esi):316.8919(mh+);c8h5n4br2計(jì)算值:316.9595。
制備化合物4a
在氬氣氣氛下將化合物5a(1.51g,5.18mmol)在60ml新蒸亞硫酰氯中于55℃下攪拌18小時。將反應(yīng)混合物傾入碳酸鉀的半濃縮溶液和冰的混合物中。水相用乙酸乙酯萃取3次。合并的有機(jī)層用硫酸鎂干燥并蒸發(fā)溶劑。粗產(chǎn)物通過柱層析(二氯甲烷:己烷,v:v=1:1)提純,以橙色固體得到915.9mg(2.680mmol,52%)化合物4a。13c-nmr:δ(300mhz,cd2cl2)=114.88,118.30,123.50,154.06。fd-ms:m/z=343.5(計(jì)算值343.8)。hrms(esi):366.8118(mna+);c8n4br2sna計(jì)算值:366.9751。
實(shí)施例2
制備化合物3a
將化合物4a(400mg,1.163mmol)和三丁基(4-十六烷基噻吩-2-基)錫烷(62.5%溶液2.053g,2.442mmol)溶于15ml鄰二氯苯中并將該溶液通過用氬氣鼓泡而脫氣15分鐘。加入四(三苯基膦)鈀(0)(268.7mg,0.233mmol)并將該溶液在130℃下攪拌48小時。在冷卻至室溫之后,將該混合物傾于水上,分離有機(jī)相并將水相用二氯甲烷萃取兩次。將合并的有機(jī)相用硫酸鈉干燥,過濾并蒸發(fā)二氯甲烷。粗產(chǎn)物通過柱層析(己烷:二氯甲烷,v:v=2:1)提純,以橙色固體得到572.6mg(0.573mmol,49%)化合物3a。1h-nmr:δ(500mhz,c2d2cl4)=0.81(t,6h),1.07-1.47(m,52h),1.65(p,6h),2.66(t,4h)7.42(d,2h),7.93(d,2h)。13c-nmr:δ(500mhz,c2d2cl4)=14.13,22.77,29.44,29.46,29.46,29.73,29.82,30.57,32.06,110.93,116.47,127.52,133.12,133.43,134.11,144.62,153.66。fd-ms:m/z=798.4(計(jì)算值798.5)。hrms(esi):821.4656(mna+);c48h70n4s3na計(jì)算值:821.4660。
實(shí)施例3
制備化合物2a
將化合物3a(320mg,0.4mmol)和nbs(178.1mg,1.001mmol)溶于150ml氯仿/乙酸4:1中并將該溶液通過用氬氣鼓泡而脫氣15分鐘。將該混合物在室溫下攪拌7天,同時通過薄層色譜法監(jiān)測。分別在1、2和5天后加入額外0.5當(dāng)量(35.62mg,0.2mmol)、1當(dāng)量(71.23mg,0.4mmol)和2當(dāng)量(142.47mg,0.8mmol)nbs。在反應(yīng)完成之后將該混合物傾于水上,將水相用二氯甲烷萃取兩次。將合并的有機(jī)相用硫酸鈉干燥,過濾并蒸發(fā)溶劑。粗產(chǎn)物通過柱層析(己烷:二氯甲烷,v:v=2:1)提純,以紅色固體得到355.1mg(0.371mmol,93%)化合物2a。1h-nmr:δ(300mhz,cd2cl2)=0.87(t,6h),1.37(m,52h),1.68(p,4h),2.70(t,4h),7.97(s,2h)。13c-nmr:δ(300mhz,cd2cl2)=14.45,23.27,29.74,29.94,29.97,30.03,30.15,30.23,30.27,32.50,110.71,116.89,118.46,132.38,133.36,133.80,143.97,153.46。fd-ms:m/z=956.3(計(jì)算值956.3)。
實(shí)施例4
制備聚合物pa
將化合物2a(200mg,0.209mmol)、5,5'-二(三甲基甲錫烷基)-2,2'-聯(lián)噻吩(102.8mg,0.209mmol)和三(鄰甲苯基)膦(51.3mg,0.168mmol)溶于25ml鄰二氯苯中并將該溶液通過用氬氣鼓泡而脫氣30分鐘。加入二鈀-三(二亞芐基丙酮)(14.5mg,0.014mmol)并將該溶液在130℃下攪拌48小時。加入三甲基(5-辛基噻吩-2-基)錫烷并繼續(xù)在130℃下攪拌該溶液8小時。在加入溴苯并再攪拌12小時之后,將該混合物冷卻至室溫。將該聚合物在250ml甲醇中沉淀,過濾,在熱氯仿中溶解并與
實(shí)施例5
制備化合物3b
將化合物4a(300mg,0.872mmol)和0.55ml三丁基(thiophen-2-yl)錫烷(650.9mg,1.744mmol)溶于15ml鄰二氯苯中并將該溶液通過用氬氣鼓泡而脫氣15分鐘。加入四(三苯基膦)鈀(0)(201.6mg,0.174mmol)并將該溶液在130℃下攪拌48小時。在冷卻至室溫之后,將該混合物傾于水上,分離有機(jī)相并將水相用二氯甲烷萃取兩次。將合并的有機(jī)相用硫酸鈉干燥,過濾并蒸發(fā)二氯甲烷。粗產(chǎn)物通過柱層析(己烷:二氯甲烷,v:v=2:1)提純,以橙色固體得到136.2mg(0.389mmol,45%)化合物3b。1h-nmr:δ(300mhz,cd2cl2)=7.35(dd,2h),7.83(dd,2h),8.17(dd,2h)。13c-nmr:δ(300mhz,cd2cl2)=111.51,116.92,128.32,132.74,133.02,133.75,133.81,153.94。fd-ms:m/z=349.5(calc.350.0)。hrms(esi):372.9664(mna+);calcd.forc16h6n4s3na:372.9652.
實(shí)施例6
制備化合物3c
化合物4a(200mg,0.581mmol)和0.51ml三丁基(5-辛基噻吩-2-基)錫烷(593.7mg,1.221mmol)溶于10ml鄰二氯苯中并將該溶液通過用氬氣鼓泡而脫氣15分鐘。加入四(三苯基膦)鈀(0)(134.4mg,0.116mmol)并將該溶液在130℃下攪拌48小時。在冷卻至室溫之后,將該混合物傾于水上,分離有機(jī)相并將水相用二氯甲烷萃取兩次。將合并的有機(jī)相用硫酸鈉干燥,過濾并蒸發(fā)二氯甲烷。粗產(chǎn)物通過柱層析(己烷:二氯甲烷,v:v=2:1)提純,以紅色固體得到129.7mg(0.226mmol,39%)化合物3c。
實(shí)施例7
制備包含聚合物pa作為半導(dǎo)體的底柵極底接觸場效應(yīng)晶體管
通過au蒸發(fā)沉積厚度為60nm的源電極和漏電極??椎篱L度和寬度分別為20和1400μm。將覆蓋用作柵電極的高度摻雜si的300nm厚sio2介電層用六甲基二硅氮烷(hmds)官能化以使界面捕獲位點(diǎn)最小化。通過在氮?dú)鈿夥障聦⒕酆衔飌a在1,2-二氯苯中的2mgml-1溶液滴涂于熱場效應(yīng)晶體管前體(100℃)上沉積聚合物pa薄膜,然后在120℃下退火30分鐘。孔道程度和寬度分別為20和1400μm。
電測量使用keithley4200scs在手套箱中于氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行。
在各種漏電壓vds下測量的轉(zhuǎn)換曲線示于圖1中。
使用如下方程式在飽和狀態(tài)下由該轉(zhuǎn)換曲線計(jì)算場效應(yīng)遷移率:
其中l(wèi)表示孔道長度;w表示孔道寬度;ci表示每單位面積的電容;ids表示漏源電流;vgs表示柵電壓;以及α表示通過線性擬合漏電流的平方根對柵電壓(vgs)的曲線圖得到的斜率。
pa的雙極性行為由在對負(fù)和正柵電壓的p-和n-型兩種操作模式中的輸出特性清楚可見,其中空穴的遷移率為6×10-4cm2v-1s-1且電子的遷移率為1×10-4cm2v-1s-1。