15187-16-3 / 酞菁鉛的應(yīng)用

背景及概述^[1][2]

酞菁是是由人工合成出來的大環(huán)共軛體系，電子密度均勻，苯環(huán)和 C-N 鍵的鍵長都非常穩(wěn)定。酞菁環(huán)內(nèi)有一個(gè)直徑約 2.7×10-10m 的空腔，如果將空腔處的兩個(gè)氫原子用金屬元素來取代的話，便形成了金屬酞菁，目前所有的金屬元素和部分非金屬元素都可以用來替代中心的氫原子。酞菁被用來當(dāng)作非線性光學(xué)材料使用時(shí)，當(dāng)其濃度很高，金屬酞菁的結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致分子發(fā)生聚集。分子的大量聚集可增加其馳豫到其低能級的概率，縮短了分子留在激發(fā)態(tài)的時(shí)間，降低了非線性吸收的效果。酞菁鉛是一種有機(jī)半導(dǎo)體材料， 具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，在化工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

結(jié)構(gòu)

應(yīng)用^[2-3]

酞菁鉛是一種有機(jī)半導(dǎo)體材料， 具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，其應(yīng)用舉例如下：

1）制備ZnPc/PbPc共混蒸鍍薄膜二極管。

近年來，單一的有機(jī)材料蒸鍍有機(jī)薄膜晶體管被廣泛的制作和研究。本發(fā)明是兩種有機(jī)材料進(jìn)行共混蒸鍍制作的有機(jī)薄膜二極管，這兩種有機(jī)材料分別為酞菁鋅和酞菁鉛(ZnPc和PbPc)。ZnPc/?PbPc共混蒸鍍薄膜二極管的組成包括：底襯底（1），ITO薄膜電極作為二極管的陽極（2），蒸鍍的ZnPc和?PbPc的共混薄膜作為有源層（3），Al薄膜電極作為陰極（4），并且ZnPc和PbPc有3種不同的混合質(zhì)量比，分別為1：1、4：5和5：4。本發(fā)明具有更高地電流密度和更寬地光感應(yīng)波長帶域，可以應(yīng)用于光傳感器的單元、光電傳感器陣列器件等廣闊的領(lǐng)域。

2）制備酞菁鉛薄膜晶體管。

有研究針對酞菁鉛(PbPc)擁有良好的光敏特性設(shè)計(jì)了以有機(jī)物酞菁鉛作為有源層的TFT，光經(jīng)ITO照射到有機(jī)半導(dǎo)體材料產(chǎn)生激子，并且在內(nèi)建肖特基電場的作用下轉(zhuǎn)換成光電流，光電流作為驅(qū)動(dòng)電流使輸出電流增加。垂直結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管較短的導(dǎo)電溝道長度彌補(bǔ)了有機(jī)物載流子遷移率低的缺點(diǎn)，提高了晶體管輸出電流。通過多次的PbPc真空鍍膜獲得有機(jī)物達(dá)到最佳膜厚的溫度及時(shí)間；并利用射頻濺射法濺射氧化銦錫(ITO)薄膜以得到最佳性質(zhì)的ITO薄膜。

制備有機(jī)PbPc垂直結(jié)構(gòu)薄膜晶體管，結(jié)構(gòu)為Cu/PbPc/AI/PbPc/ITO的三明治結(jié)構(gòu)。A1與PbPc形成肖特基接觸，Cu/ITO與PbPc形成歐姆接觸。利用半導(dǎo)體測試儀對不同有源層厚度的PbPc薄膜晶體管進(jìn)行測試，工作電流可高達(dá)幾十微安，其中有源層厚度為40nm時(shí)，器件性能較好。整理薄膜晶體管在全波帶白光和800nm單色光的照射下的電學(xué)特性，光照下的輸出電流，轉(zhuǎn)移特性曲線，及有無光照下的電流放大比。在Vce為3V時(shí)，全波帶白光下放大比在5.23-5.86之間變化，800nm光波下放大比在2.91-3.34之間變化。無光照下放大倍數(shù)β為20.23，全波帶白光光電流IL為0.910μA，是基極電流的1.59倍，同樣800nm單色光光電流IL為0.485μuA，是基極電流的1.30倍；器件的白光放大系數(shù)βL為86.87，800nm單色光光放大系數(shù)βL為61.42；敏感度分別為 0.1845A/W 及 0.1968A/W。

主要參考資料

[1] 基于酞菁鉛和C₆₀的激光防護(hù)性能研究

[2] CN201710251562.7 ZnPc/PbPc共混蒸鍍薄膜二極管的制備與工作特性

[3] 有機(jī)色素酞菁鉛薄膜晶體管制備與光敏特性分析