【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电晶体管领域，具体是一种基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管。
技术介绍
1、抑制性光响应是构建神经形态视觉传感器和全光驱动光电系统不可或缺的特性。然而，大多数报道的光电器件仅表现出兴奋性光响应。而抑制性光响应的实现仍依赖于电信号调制，这会导致需要添加额外的硬件，产生计算延迟。因此，需要通过双向光响应来实现兴奋与抑制行为的全光调制。
2、传统的双向光响应器件大多通过多组分材料组成异质结来构成，且电荷传输层的构建依赖于无机材料，这将会受到材料可用性和加工复杂性的限制，不利于器件的大面积制备。而聚合物半导体在结构设计和机械耐受性方面的多功能性使它们比无机系统更具优势，且具有优异的加工性能，是大规模生产的理想选择。因此，基于聚合物半导体材料的双向光响应晶体管具有良好的应用前景。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管，以期可以实现对两种不同波长的光分别产生正向和负向响应。
2、为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、一种基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管，其特点在于：所述双向光响应晶体管包括作为栅电极的衬底，和逐层设置于所述衬底上的栅绝缘层、修饰层、光敏性电荷传输层，在所述光敏性电荷传输层上设置有源电极和漏电极；所述光敏性电荷传输层为膜厚小于10nm的超薄膜。
4、所述双向光响应晶体管对两种不同波长的光分别产生正向和负向响应，具体工作方式为：对晶体管的栅电极和
5、进一步地，所述光敏性电荷传输层为吡咯并吡咯二酮基共轭聚合物材料，包括但不限于硅氧烷侧链修饰的聚噻吩-吡咯并吡咯二酮、硅氧烷侧链修饰的聚噻吩乙烯噻吩-吡咯并吡咯二酮、硅氧烷侧链修饰的聚联二噻吩-吡咯并吡咯二酮、聚噻吩-吡咯并吡咯二酮、聚联二噻吩-吡咯并吡咯二酮等吡咯并吡咯二酮基共轭聚合物材料中的至少一种。
6、进一步地：所述栅电极为硅。所述栅绝缘层包括但不限于sio2、al2o3、聚苯乙烯(ps)、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)中的至少一种。所述修饰层包括但不限于十八烷基三氯硅烷、十二硫醇、1-癸硫醇、十八烷基二羟乙基氧化胺和全氟(1-丁烯基乙烯基醚)聚合物(cytop)中的至少一种。
7、进一步地，所述源电极和所述漏电极选用au电极。
8、与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：
9、1、本专利技术首次实现了通过单组分聚合物半导体材料制备双向光响应晶体管，为能够对不同波长的光分别产生正向和负向响应的高性能双向光响应器件的制备提供了一种新的策略，而且完全基于有机半导体材料也使其在低成本制备方面显著增加了实际应用的可能性。
10、2、本专利技术首次实现了通过改变光敏性电荷传输层的厚度控制器件对同一种波长光响应的极性，即：当光敏性电荷传输层厚度较大，器件对光产生正向响应；当光敏性电荷传输层厚度降至10nm以下，器件对光产生负向响应。这为双向光响应器件的制备提供了一种新的策略。
11、3、本专利技术的双向光响应晶体管的光响应性能和电学性能优异，且制作方法简单、成本低，具有好的应用前景。
12、4、本专利技术的器件结构简单，为实现小型化、集成化和高性能的双向光响应器件提供了重要的器件物理和技术基础。
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1.一种基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管，其特征在于：所述双向光响应晶体管包括作为栅电极的衬底，和逐层设置于所述衬底上的栅绝缘层、修饰层、光敏性电荷传输层，在所述光敏性电荷传输层上设置有源电极和漏电极；所述光敏性电荷传输层为膜厚小于10nm的超薄膜。
2.根据权利要求1所述的基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管，其特征在于：所述双向光响应晶体管对两种不同波长的光分别产生正向和负向响应。
3.根据权利要求1或2所述的基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管，其特征在于，所述双向光响应晶体管对两种不同波长的光分别产生正向和负向响应的工作方式为：对晶体管的栅电极和漏电极施加工作电压，当以一种波长的光对晶体管从上至下进行照射，晶体管的漏极电流随着光照时间的增加而增大，当停止光照后漏极电流随着时间的增加而减小直至恢复到初始值；当以另一种波长的光对晶体管从上至下进行照射，晶体管的漏极电流随着光照时间的增加而减小，当停止光照后漏极电流发生一定程度的恢复。
4.根据权利要求1或2所述的基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管，其特征在于，所述光敏性电荷传输
5.根据权利要求4所述的基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管，其特征在于，所述光敏性电荷传输层为硅氧烷侧链修饰的聚噻吩-吡咯并吡咯二酮、硅氧烷侧链修饰的聚噻吩乙烯噻吩-吡咯并吡咯二酮、硅氧烷侧链修饰的聚联二噻吩-吡咯并吡咯二酮、聚噻吩-吡咯并吡咯二酮、聚联二噻吩-吡咯并吡咯二酮中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管，其特征在于，所述栅电极为硅。
7.根据权利要求1或2所述的基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管，其特征在于，所述栅绝缘层为SiO2、Al2O3、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管，其特征在于，所述修饰层为十八烷基三氯硅烷、十二硫醇、1-癸硫醇、十八烷基二羟乙基氧化胺和全氟(1-丁烯基乙烯基醚)聚合物中的至少一种。
9.根据权利要求1或2所述的基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管，其特征在于，所述源电极和所述漏电极选用Au电极。
...【技术特征摘要】
1.一种基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管，其特征在于：所述双向光响应晶体管包括作为栅电极的衬底，和逐层设置于所述衬底上的栅绝缘层、修饰层、光敏性电荷传输层，在所述光敏性电荷传输层上设置有源电极和漏电极；所述光敏性电荷传输层为膜厚小于10nm的超薄膜。
2.根据权利要求1所述的基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管，其特征在于：所述双向光响应晶体管对两种不同波长的光分别产生正向和负向响应。
3.根据权利要求1或2所述的基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管，其特征在于，所述双向光响应晶体管对两种不同波长的光分别产生正向和负向响应的工作方式为：对晶体管的栅电极和漏电极施加工作电压，当以一种波长的光对晶体管从上至下进行照射，晶体管的漏极电流随着光照时间的增加而增大，当停止光照后漏极电流随着时间的增加而减小直至恢复到初始值；当以另一种波长的光对晶体管从上至下进行照射，晶体管的漏极电流随着光照时间的增加而减小，当停止光照后漏极电流发生一定程度的恢复。
4.根据权利要求1或2所述的基于共轭聚合物超薄膜的双向光响应晶体管，其特征在于，所述光敏性电荷...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓鸿，顾可栋，杨晓，邱龙臻，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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