有机场效应晶体管(OFET)传输特性的准半导体模型研究

来自研究人员的最新研究将半导体/准半导体概念应用于有机场效应晶体管(OFET)特性分析。该研究创新性地提出准半导体作为电压控制介电层的新模型，成功解释了OFET中无反转层形成、转移曲线拐点现象以及背栅背接触(BGBC)器件驱动电流较低等关键问题，为低分子量有机器件研究提供了全新理论框架。

　　

这项突破性研究提出了颠覆性的准半导体模型来解释有机场效应晶体管(OFET)的传输特性。与传统半导体不同，准半导体是中性绝缘体，在载流子注入形成空间电荷区时会转变为带电导体，相当于电压控制的介电体。在OFET结构中，准半导体层与介电层被巧妙地夹在栅极(G)和源漏(S/D)电极之间。

研究发现栅极电压可诱导准半导体形成空间电荷层，从而无需反转就能建立导电通道。通过采用突变分布和缓变沟道近似推导出的漏极电流方程显示：背栅顶接触(BGTC)器件特性类似金属-绝缘体-半导体场效应管，而背栅背接触(BGBC)器件则更接近结型场效应管。

特别值得注意的是，在高栅压下由于积累层饱和效应，微分电导会出现饱和现象，这完美解释了OFET转移曲线中常见的"拐点"现象。研究还揭示BGBC器件驱动电流较低的本质——其空间电荷区局限在电极边缘，严重限制了载流子流动。这些发现为理解低分子量有机电子器件提供了全新的理论视角。