[发明专利]光电晶体管及其制作方法

说明书

本发明涉及一种光电晶体管，包括基板、栅极层、栅极绝缘层以及有源层；栅极层设置在基板上，栅极绝缘层设置在栅极层远离基板的一侧，栅极绝缘层含有绝缘材料和光致变色材料，有源层设置在栅极绝缘层远离栅极层的一侧。光电晶体管及其制作方法，在栅极绝缘层中添加光致变色材料，光致变色反应可引起分子极化性质发生改变，偶极矩增加，使其介电性质发生改变，栅极绝缘层发生可逆的颜色及电容值变化，从而实现能够通过光照调控的变色光电晶体管，同时减少分子结构变化的偶极矩变化与有机层中载流子的相互作用，提高载流子的传输效率。

技术领域

本发明涉及晶体管领域，特别是涉及一种光电晶体管及其制作方法。

背景技术

光致变色材料在一定的波长和强度的光作用下分子结构会发生变化，如在紫外光照下发生断键，从而导致其对光的吸收峰值即颜色的相应改变，同时其分子极化性质发生改变，偶极矩增加，介电性质也会发生改变。这种改变一般是可逆的，如对其采用另一波长的光如可见光进行照射或者进行热处理，可恢复原来的分子结构。基于这种特性，光致变色材料可应用于信息存储、感光材料等领域。

在光电晶体管中，已有在有源层中掺杂光致变色材料的研究。通过掺杂，光照时改变有机半导体的能级结构，降低电子或空穴的注入势垒，提高载流子的传输效率。然而基于光致变色材料在光照情况下，其分子结构变化带来的偶极矩变化，在半导体中掺杂容易产生更多的陷阱态。这样，分子结构变化带来的偶极矩变化与有机层中载流子的相互作用，会影响载流子的传输效率的提高。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够提高载流子的传输效率的光电晶体管及其制作方法。

一种光电晶体管，包括基板、栅极层、栅极绝缘层以及有源层；所述栅极层设置在所述基板上，所述栅极绝缘层设置在所述栅极层远离所述基板的一侧，所述栅极绝缘层含有绝缘材料和光致变色材料，所述有源层设置在所述栅极绝缘层远离所述栅极层的一侧。

在其中一个实施例中，所述栅极绝缘层包括以所述绝缘材料为基体、并掺杂有所述光致变色材料的混合材料层。

在其中一个实施例中，在所述混合材料层中，所述绝缘材料和所述光致变色材料的质量之比为1:1～19:1。

在其中一个实施例中，所述栅极绝缘层包括绝缘材料层和光致变色材料层，所述光致变色材料层设置在所述有源层与所述绝缘材料层之间。

在其中一个实施例中，所述栅极绝缘层包括绝缘材料层和光致变色材料层，所述光致变色材料层设置在所述绝缘材料层与所述栅极层之间。

在其中一个实施例中，所述光致变色材料层的厚度为10nm～50nm。

在其中一个实施例中，所述光电晶体管还包括网状源极和漏极，所述网状源极设置在所述有源层和所述栅极绝缘层之间，所述漏极设置在所述有源层的远离所述栅极绝缘层的一侧。

在其中一个实施例中，所述光致变色材料选自螺吡喃类化合物、螺恶嗪类化合物、偶氮化合物、二芳基乙烯类化合物和多环醌类化合物中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述绝缘材料选自有机聚合物材料、无机氧化物材料和铁电材料中的一种或多种。

一种光电晶体管的制作方法，包括以下步骤：

提供或制备表面设有栅极层的基板；

在所述栅极层远离所述基板的一侧制作栅极绝缘层，所述栅极绝缘层含有绝缘材料和光致变色材料；

在所述栅极绝缘层远离所述栅极层的一侧制作有源层。

在其中一个实施例中，在所述栅极层远离所述基板的一侧制作栅极绝缘层包括：

将所述绝缘材料和所述光致变色材料一同溶解于溶剂中形成混合液；