一种测量有机半导体的有机磁阻的方法技术

本发明专利技术公开了一种测量有机半导体的有机磁阻的方法，包括：测量所述有机半导体在无外加磁场的环境下的第一电导值；测量所述有机半导体在有外加磁场的环境下的第二电导值；根据第一电导值和第二电导值求得所述有机磁阻。本发明专利技术公开的方法能够简单、精确地获得不同的有机半导体材料的磁阻，进而可以得到不同有机材料器件在不同温度，不同的电场强度，磁场以及载流子浓度下的有机磁阻效应，为研究不同类型的有机磁阻器件的微观物理机制提供一种普适性的物理方法。

【技术实现步骤摘要】
一种测量有机半导体的有机磁阻的方法
本专利技术涉及有机半导体领域，具体涉及一种测量有机半导体的有机磁阻的方法。
技术介绍
有机半导体材料具有柔性、透明、低成本、可大面积制造等优点，具有广阔的应用前景。过去20年里，有机半导体材料取得了巨大的进展，各种基于有机半导体材料的器件不断涌现，例如有机薄膜晶体管、有机太阳能电池、有机场效应晶体管等。人们通过研究发现，在有机半导体中加上小的磁场就会对电流产生巨大的影响，这种效应被称作有机磁阻。有机磁阻是有机半导体中的一种本征效应，它在室温或几个豪特斯拉磁场作用下就能显现。现有技术中，为了表征和描述有机磁阻，通常会采用基于激子对自旋态的模型方法，陷阱揣恩模型方法等。但是，这些方法都是基于有机半导体材料中的某些特性，如缺陷、极化子陷阱或激子对自旋态等，因此都不具有普适性。因此，需要一种简单并能够普遍适用的方法来表征有机磁阻。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种简单的测量有机半导体的有机磁阻的方法，以解决只能基于有机半导体的某些特性，才能描述和表征有机半导体的有机磁阻的问题。本专利技术的实施例提供一种测量有机半导体的有机磁阻的方法，包括：测量所述有机半导体在无外加磁场的环境下的第一电导值；测量所述有机半导体在有外加磁场的环境下的第二电导值；以及根据第一电导值和第二电导值求得所述有机磁阻。进一步地，测量所述第一电导值和所述第二电导值时，将所述有机半导体置于真空坏境下。进一步地，所述真空坏境的真空度至少为1.0×10-4Pa。进一步地，测量所述第二电导值时，施加的外加磁场为1mT-1T。进一步地，测量所述有机半导体在无外加磁场的环境下的第一电导值包括：采用四端接触法，测量有机半导体在无外加磁场的环境下的第一电阻值；以及根据所述第一电阻值得到第一电导值。进一步地，测量所述有机半导体在有外加磁场的环境下的第二电导值包括：采用四端接触法，测量有机半导体在外加磁场环境下的第二电阻值；以及根据所述第二电阻值得到第二电导值。进一步地，根据下式计算所述有机半导体的有机磁阻：MR＝σcon(B＝0)/σcon(B)-1其中，MR表示有机磁阻的大小，σcon(B＝0)表示有机半导体在无外加磁场环境下测得的电导值，σcon(B)表示有机半导体在外加磁场B作用下的电导值。根据本专利技术的另一方面，本专利技术的实施例提供一种测量有机半导体的有机磁阻的方法，包括：测量有机半导体在无外加磁场的环境下的第一电流值；测量有机半导体在有外加磁场的环境下的第二电流值；以及根据第一电流值和第二电流值求得所述磁阻。进一步地，根据下式计算所述有机半导体的有机磁阻：MR＝[I(B)-I(0)]/I(0)；其中，MR表示磁阻率的大小，I(0)表示有机半导体在无外加磁场时测得的电流值，I(B)表示有机半导体在外加磁场B作用下的电流值。进一步地，测量所述第一电流值和所述第二电流值时，将所述有机半导体置于真空坏境下。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术公开的方法操作简单，能够精确地获得不同的有机半导体材料的磁阻，进而可以得到不同有机材料器件在不同温度、不同的电场强度、磁场以及载流子浓度下的有机磁阻效应，为研究不同类型的有机磁阻器件的微观物理机制提供一种普适性的物理方法。附图说明通过下文中参照附图对本专利技术所作的描述，本专利技术的其他目的和优点将显而易见，并可帮助对本专利技术有全面的理解。图1为本专利技术实施例提供的测量有机半导体的有机磁阻的方法的流程图；图2为本专利技术另一实施例提供的测量有机半导体的有机磁阻的方法的流程图；图3为本专利技术实施例提供的测量有机半导体的有机磁阻的测量装置的结构示意图；图4A-4D为本专利技术实施例提供的测量装置的制作过程的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另外定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。如图1所示，本专利技术的实施例提供一种测量有机半导体的有机磁阻的方法，包括步骤：S1，测量有机半导体在无外加磁场的环境下的第一电导值。具体的，可以通过使用Keithley6221型电流源测量器件测量有机半导体在无外加磁场环境下的电阻，进而转换得到第一电导值。在本实施例中，为了消除接触电阻以及导线电阻对测量结果的影响，可以采用四端法测量有机半导体的电阻。S2，测量有机半导体在有外加磁场的环境下的第二电导值。具体的，可以通过使用Keithley6221型电流源测量器件测量有机半导体在有外加磁场的坏境下的电阻，进而转换得到第二电导值。在本实施例中，为了消除接触电阻以及导线电阻对测量结果的影响，可以采用四端法测量有机半导体的电阻。外加磁场的大小可以为1mT-1T，磁场的方向可以是横向的。这里，横向是指磁场方向与被测有机半导体器件的表面平行。S3，根据第一电导值和第二电导值求得有机磁阻。在本实施例中，可以根据下式计算有机半导体的有机磁阻：MR＝σcon(B＝0)/σcon(B)-1公式一其中，MR表示有机磁阻的大小，σcon(B＝0)表示有机半导体在无外加磁场环境下测得的电导值，σcon(B)表示有机半导体在外加磁场作用下的电导值。在进一步较佳实施例中，测量第一电导值和第二电导值时，为了保证测量的准确性，将有机半导体置于真空坏境下，并且真空坏境的真空度至少为1.0×10-4Pa。如图2所示，本专利技术的另一实施例还提供一种测量有机半导体材料的磁阻的方法，包括步骤：A1：测量有机半导体在无外加磁场的环境下的第一电流值。具体的，可以通过使用Keithley6221型电流源测量器件测量有机半导体在无外加磁场环境下的电流，而且在本实施例中，为了消除接触电阻以及导线电阻对测量结果的影响，可以采用四端接触法测量有机半导体的电流。A2：测量有机半导体在有外加磁场的环境下的第二电流值。具体的，可以通过使用Keithley6221型电流源测量器件测量有机半导体在有外加磁场的坏境下的电流，而且，在本实施例中，为了消除接触电阻以及导线电阻对测量结果的影响，可以采用四端接触法测量电流值。外加磁场的大小可以为1mT-1T，磁场的方向可以是横向的，即磁场的方向平行于有机半导体材料层的表面。A3：根据第一电流值和第二电流值求得磁阻。在本实施例中，可以根据下式计算有机半导体的磁阻：MR＝[I(B)-I(0)]/I(0)公式二其中，MR表示磁阻率的大小，I(0)表示样品无外加磁场时测得的电流值，I(B)表示样品在外加磁场B作用下的电流值。图3为本专利技术实施例提供的一种测量有机半导体3的有机磁阻的测量装置100的结构示意图。测量装置100包括：绝缘衬底层1；第一金属栅极层2，设置于绝缘衬底层1的上方；有机半导体层3，设置于第一金属栅极层2的上方；第二金属栅极层4，设置于有机半导体层3的上方；以及测量仪器5，通过导线电连接到第一金属栅极层2和第二金属栅极层4之间。在本实施例中，绝缘衬底层1可以为带有200nm厚SiO2绝缘层的Si衬底或玻璃衬底，厚度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量有机半导体的有机磁阻的方法，包括：测量所述有机半导体在无外加磁场的环境下的第一电导值；测量所述有机半导体在有外加磁场的环境下的第二电导值；以及根据第一电导值和第二电导值求得所述有机磁阻。

【技术特征摘要】
1.一种测量有机半导体的有机磁阻的方法，包括：测量所述有机半导体在无外加磁场的环境下的第一电导值；测量所述有机半导体在有外加磁场的环境下的第二电导值；以及根据第一电导值和第二电导值求得所述有机磁阻。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，测量所述第一电导值和所述第二电导值时，将所述有机半导体置于真空坏境下。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述真空坏境的真空度至少为1.0×10-4Pa。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，测量所述第二电导值时，施加的外加磁场为1mT-1T。5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，测量所述有机半导体在无外加磁场的环境下的第一电导值包括：采用四端接触法，测量有机半导体在无外加磁场的环境下的第一电阻值；以及根据所述第一电阻值得到第一电导值。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，测量所述有机半导体在有外加磁场的环境下的第二电导值包括：采用四端接触法，测量有机半导体在外加磁场环境下的第二电阻值；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泠，卢年端，耿玓，刘明，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11