【摘 要】
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随着世界各国工业和经济的蓬勃发展,空气污染问题日益严重,作为检测有害气体的气体传感器的研究受到越来越多人的重视。目前商业化的气体传感器主要以无机氧化物材料为灵敏层,其存在工作温度高、选择性差等缺点。有机半导体材料因其成本便宜、材料丰富、分子可设计、可室温工作、工艺简单等优势引起大家的重点关注。然而和传统无机气体传感器相比,有机半导体气体传感器的性能依然存在较大问题,同时其传感机理不清晰。本课题组在
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随着世界各国工业和经济的蓬勃发展,空气污染问题日益严重,作为检测有害气体的气体传感器的研究受到越来越多人的重视。目前商业化的气体传感器主要以无机氧化物材料为灵敏层,其存在工作温度高、选择性差等缺点。有机半导体材料因其成本便宜、材料丰富、分子可设计、可室温工作、工艺简单等优势引起大家的重点关注。然而和传统无机气体传感器相比,有机半导体气体传感器的性能依然存在较大问题,同时其传感机理不清晰。本课题组在前期通过分子模板修饰和自组装层修饰得到了系列基于并五苯衍生物的对NO2具有超高灵敏性的气体传感器。并得出有效的电荷输运和低的原始载流子浓度相结合是获得高性能有机半导体气体传感器的有效途径。因此,在上述工作的基础上,本论文以并五苯衍生物为主要研究主体,研究了自组装层对气体传感的影响以及并五苯衍生物的传感机理,主要工作如下:1.通过优化自组装层组装条件,改变气相修饰过程组装的时间,我们得到了五种不同的OTS组装层。该OTS自组装层对TIPS-pentacene的形貌及其电输运性质产了显著影响。通过研究该系列TIPS-pentacene/OTS薄膜传感器对NO2和NH3的响应,我们分析发现具有较小晶畴,连续平整的薄膜形态以及高迁移率的薄膜可以表现出更高的气体传感性质。2.选取 Pentacene、TIPS-pentacene、TES-ADT、dif-TES-ADT 四种结构类似的并五苯系列分子,我们系统研究了分子结构和气体传感的关系。通过对比薄膜的形貌、堆积结构、以及薄膜电输运能力,我们探究材料的性质和气体传感性能关系,并结合红外光谱和理论计算,分析该系列分子的气体传感机理,为进一步优化气体传感器性能提供了基础。
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