钙钛矿发光晶体管及其制备方法与流程

本发明属于电致发光，具体涉及一种钙钛矿发光晶体管及其制备方法。

背景技术：

1、有机-无机杂化钙钛矿作为一种新兴的半导体材料，由于其优异的光电性能、高缺陷容忍性和多样化的制造工艺，在太阳能电池、发光二极管、光电探测器等领域都得到了深入的研究和广泛应用。但相比而言，利用钙钛矿材料制备经典的器件——场效应晶体管（fet）仍然存在很大挑战，例如，集成度较差，稳定性差、成本高以及工艺制成复杂等。

2、针对此，本发明提出一种钙钛矿发光晶体管及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种钙钛矿发光晶体管及其制备方法。

2、本发明的一方面，提供一种钙钛矿发光晶体管，包括：衬底、栅极、介电层、沟道层、源电极、钙钛矿发光功能层以及漏电极；其中，

3、所述衬底、所述栅极、所述介电层、所述沟道层层叠设置，所述源电极与所述钙钛矿发光功能层相邻设置且位于所述沟道层背离所述介电层的一侧，所述漏电极设置在所述钙钛矿发光功能层背离所述沟道层的一侧；

4、所述钙钛矿发光功能层包括层叠设置的空穴传输层、钙钛矿发光层以及电子传输层。

5、可选的，所述钙钛矿发光层包括第一组分，所述第一组分的分子通式为abx3；其中，

6、a为阳离子有机胺、甲脒或碱金属阳离子；

7、b为过渡金属阳离子；

8、x为卤素阴离子。

9、可选的，所述钙钛矿发光层的材料还包括第二组分；

10、所述第二组分包括丙胺、丁胺、戊胺、己胺、辛胺、苯甲胺、苯乙胺、苯丙胺以及各胺类氢碘酸盐中的一种。

11、可选的，所第一组分和所述第二组分的摩尔比例为1:(1～100)。

12、可选的，所述源电极包括空穴注入层和第一电极；

13、所述漏电极包括电子注入层和第二电极。

14、可选的，所述栅极采用透光导电材料，所述第一电极和所述第二电极采用不透光导电材料；或者，

15、所述栅极和所述第一电极采用不透光导电材料，所述第二电极采用透光导电材料。

16、可选的，所述栅极的电极采用金属材料或者铟锡氧化物；

17、所述空穴注入层的材料包括moo3、woo3、hat-cn中的一种；

18、所述电子注入层的材料包括lif、cs2co3、liq中的一种；

19、所述第一电极和所述第二电的材料包括ag、al、cu、au、mg中的一种或多种。

20、可选的，所述衬底采用透明的刚性材料或透明的柔性材料；

21、所述介电层的材料包括聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯苯酚、sio2、niox、al2o3、zro2中的一种；

22、所述沟道层的材料包括2,9-二癸基二萘[2,3-b:2',3'-f]噻吩并[3,2-b]噻吩、2,7-二辛基-1-苯并噻吩-3,2-b-苯并噻吩、双萘并 [2,3-b:2′,3′-f]噻吩并 [3,2-b]噻吩、聚 [2,5- (2-辛基十二烷基)-3,6-二酮吡咯并吡咯-alt-5,5- (2,5-二(噻吩-2-基)噻吩并[3,2-b]噻吩)]、聚（3，4-乙烯基二氧噻吩）聚（苯乙烯磺酸盐）中的一种或多种；

23、所述空穴传输层的材料包括4,4'-环己基二[n,n-二(4-甲基苯基)苯胺]、三(4-咔唑基-9-基苯基)胺、n,n'-二苯基-n,n'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺、1,2,4,5-四(三氟甲基)苯、聚(9-乙烯基咔唑)、聚（3，4-乙烯基二氧噻吩）聚（苯乙烯磺酸盐）中的一种或多种；

24、所述电子传输层的材料包括zno、tio2、1,3,5-三(2-n-苯-苯并咪唑)苯、2- (4-联苯基)-5-苯基恶二唑、1,3,5-三[(3-吡啶基)-3-苯基]苯、1,3-双(3,5-二吡啶-3-基苯基)苯以及4,7-二苯基-1,10-菲罗啉中的一种。

25、可选的，所述栅极的厚度为10 nm～100 nm；

26、所述介电层的厚度为100 nm～1000 nm；

27、所述沟道层的厚度为30 nm～50 nm；

28、所述空穴传输层的厚度为20 nm～40 nm；

29、所述钙钛矿发光层的厚度为30 nm～40 nm；

30、所述电子传输层的厚度为30 nm～50 nm；

31、所述源电极的厚度为40 nm～60 nm；

32、所述漏电极的厚度为10 nm～100 nm。

33、本发明的另一方面，提出一种制备前文记载的所述的钙钛矿发光晶体管的方法，所述方法包括：

34、提供衬底；

35、在所述衬底上依次沉积形成栅极与介电层；

36、在所述介电层上形成沟道层；

37、在所述沟道层上形成源电极与空穴传输层；

38、在所述空穴传输层上形成钙钛矿发光层，并在所述钙钛矿发光层上形成电子传输层；

39、在所述电子传输层上形成漏电极。

40、本发明提出一种钙钛矿发光晶体管及其制备方法，本发明利用钙钛矿材料作为发光层材料，形成集开关和发光功能于一体的钙钛矿发光晶体管器件，具有较高的稳定性与集成度，这种独特的器件结构是实现以集成化、高分辨率、节能化和多功能化为特征的下一代显示技术的最佳基元。

技术特征：

1.一种钙钛矿发光晶体管，其特征在于，包括：衬底、栅极、介电层、沟道层、钙钛矿发光功能层以及源电极、漏电极；其中，

2.根据权利要求1所述的钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所述钙钛矿发光层包括第一组分，所述第一组分的分子通式为abx3；其中，

3.根据权利要求2所述的钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所述钙钛矿发光层还包括第二组分；

4.根据权利要求3所述的钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所第一组分和所述第二组分的摩尔比例为1:(1～100)。

5.根据权利要求1所述的钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所述源电极包括空穴注入层和第一电极；

6.根据权利要求5所述的钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所述栅极采用透光导电材料，所述第一电极和所述第二电极采用不透光导电材料；或者，

7.根据权利要求6所述的钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所述栅极的电极采用金属材料或者铟锡氧化物；

8.根据权利要求1所述的钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所述衬底采用透明的刚性材料或透明的柔性材料；

9.根据权利要求1所述的钙钛矿发光晶体管，其特征在于，所述栅极的厚度为10 nm～100 nm；

10.一种制备如权利要求1至9任一项所述的钙钛矿发光晶体管的方法，其特征在于，所述方法包括：

技术总结
本发明提供一种钙钛矿发光晶体管及其制备方法，属于电致发光技术领域。本发明的钙钛矿发光晶体管包括：衬底、栅极、介电层、沟道层、源电极、钙钛矿发光功能层以及漏电极；其中，衬底、栅极、介电层、沟道层层叠设置，源电极与钙钛矿发光功能层相邻设置且位于沟道层背离介电层的一侧，漏电极设置在钙钛矿发光功能层背离沟道层的一侧；钙钛矿发光功能层包括层叠设置的空穴传输层、钙钛矿发光层以及电子传输层。本发明利用钙钛矿材料作为发光层材料，形成集开关和发光功能于一体的钙钛矿发光晶体管器件，这种独特的器件结构是实现以集成化、高分辨率、节能化和多功能化为特征的下一代显示技术的最佳基元。

技术研发人员：牟震,孟鸿,高源鸿,王月月,唐波炯,龙马
受保护的技术使用者：北京高德品创科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13