摘要：有機(jī)-有機(jī)異質(zhì)結(jié)構(gòu)已被廣泛應(yīng)用于各種有機(jī)電子器件，包括有機(jī)發(fā)光二極管（OLEDs）、有機(jī)場效應(yīng)晶體管（OFETs）和有機(jī)太陽能電池等。全面理解有機(jī)-有機(jī)異質(zhì)結(jié)構(gòu)的界面效應(yīng)，對于器件的設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化具有重要意義。然而由于有機(jī)半導(dǎo)體具有多樣的化學(xué)特性以及分子間較弱的范德華力，界面電荷傳輸特性與有機(jī)-有機(jī)電子結(jié)構(gòu)、環(huán)境氣氛等密切相關(guān)。在此，我們報道了隨著頂層半導(dǎo)體并五苯（pentacene）的沉積，并五苯/酞菁氧釩（VOPc）異質(zhì)結(jié)構(gòu)的原位實(shí)時電學(xué)性能監(jiān)測。結(jié)果顯示，異質(zhì)結(jié)構(gòu)晶體管的p型遷移率從0.4 cm2?V?1?s?1下降至0.2 cm2?V?1?s?1，而n型遷移率從0.01cm2?V?1?s?1迅速增加至約0.9 cm2?V?1?s?1。這種n型輸運(yùn)行為的增強(qiáng)歸因于pentacene向VOPc的界面電子轉(zhuǎn)移效應(yīng)以及由此導(dǎo)致的VOPc層中陷阱態(tài)的填充。此外，非原位實(shí)驗(yàn)對比表明，當(dāng)晶體管制備過程暴露于大氣時會明顯抑制這種界面電荷轉(zhuǎn)移效應(yīng)，導(dǎo)致沉積pentacene后n型輸運(yùn)幾乎沒有得到改善。薄膜形態(tài)、開爾文探針力顯微鏡（KPFM）和X射線光電子能譜（XPS）的結(jié)果表明，界面處存在從pentacene到VOPc的電子轉(zhuǎn)移。進(jìn)一步的密度泛函理論（DFT）計(jì)算表明，由于pentacene/VOPc之間較強(qiáng)的相互作用，pentacene往VOPc的電荷轉(zhuǎn)移量約為0.15 e。此外，O2/H2O的存在會抑制這種界面電荷轉(zhuǎn)移效應(yīng)，這與我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。本研究通過原位電學(xué)表征對有機(jī)-有機(jī)界面之間的電荷轉(zhuǎn)移效應(yīng)給出了深入解釋，有利于進(jìn)一步的器件性能優(yōu)化及界面效應(yīng)分析。

關(guān)鍵詞：有機(jī)-有機(jī)異質(zhì)結(jié)構(gòu)；原位表征；電荷轉(zhuǎn)移效應(yīng)；有機(jī)場效應(yīng)晶體管；O2/H2O摻雜

中圖分類號：O647