Abstract
摘要 最近幾年，高分子場效電晶體polymer field-effect transistor (PFET)因具有可撓曲性、能夠大面積塗佈以及低溫製程的特性，在元件的製作上可以降低成本，因此具極大的工業化潛力。而其元件所使用的絕緣層其電容值和高分子半導體的載子遷移率是影響整個電晶體效率的關鍵，而本論文即著重在此二項因素對PFET效率之影響。 本論文分成兩部分，在本論文的第一部分，我們使用三種不同奈米粒子，為BaTiO3 (BT)、BaTiO3表面接枝苯環磷酸分子(B-BT)、BaTiO3表面接枝碳鏈磷酸分子(C-BT)，分別混摻到交聯Poly(4-vinylphenol) (CPVP)中。發現當粒子與高分子相容性愈好，其介電常數k值上升的幅度愈大，而CPVP混摻B-BT (7 wt %)有最佳之相容性，其k值可從3.64上升至5.85，增幅60.7 %。之後，將CPVP混摻B-BT當絕緣層製作成以P3HT為半導體之PFET元件，在B-BT混摻濃度為5 wt %有最佳表現，其載子遷移率為1.6×10-3cm2V-1s-1、開啟電流為1.3×10-6 A，電流開關比為2.5×102。 在本論文的第二部分，我們利用常見的SiO2為絕緣層並以Poly(3-hexylthiophene) P3HT作為半導體，製作成PFET元件，嘗試改變元件的結構和製程(如改變自組裝單分子層、溶劑、退火溫度等)來達到元件最佳化。在最佳化的條件中，元件載子遷移率可達0.29 cm2V-1s-1 (已大於可應用的標準值: 0.1 cm2V-1s-1)、開啟電流為1.6×10-4 A，電流開關比為2.8×104。