有机与柔性电子器件的出现，标志着电子技术从“刚性基板”的物理桎梏中解放出来，进入一个形态可自由弯曲、折叠乃至拉伸的全新维度。这一变革并非简单地将传统电路移植到柔性衬底，而是从材料分子设计出发，赋予电子器件本征的机械柔顺性与生物相容性。通过将无机半导体的高性能与有机分子的可设计性、可溶液加工性相结合，有机与柔性电子学正在重塑人机交互的物理边界，使电子系统能够与不规则曲面、动态形变表面乃至生物组织实现无缝共形。
本书共8章，围绕有机与柔性电子器件的发展、器件的材料构成和加工制备，以及器件的实际应用等方面全面系统地介绍了有机与柔性电子器件。
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第1章 有机与柔性电子学 1
1.1 有机与柔性电子学简介 1
1.2 有机电子学 2
1.2.1 有机电子学的发展历程 2
1.2.2 有机电子学的应用 3
1.3 柔性电子学 4
1.3.1 柔性电子的需求 5
1.3.2 柔性电子的应用 5
第2章 有机半导体 7
2.1 有机半导体简介 7
2.2 有机半导体的电荷传输机制 8
2.3 有机半导体的结晶机理 9
2.4 有机半导体材料制备工艺 11
2.4.1 旋涂 11
2.4.2 溶液涂布 12
2.5 有机半导体材料 13
2.5.1 p 型有机半导体 13
2.5.2 n 型有机半导体 14
2.5.3 有机单晶半导体 14
2.6 有机半导体的图案化 15
2.7 柔性有机半导体器件的应用 18
第3章 介电材料 21
3.1 介电材料简介 21
3.2 介电材料的极化 23
3.2.1 电介质极化 23
3.2.2 极化的类型 24
3.3 介电材料的应用 26
3.3.1 低K 介电材料应用 26
3.3.2 高K 介电材料应用 27
第4章 有机场效应晶体管 30
4.1 有机场效应晶体管的发展及原理 30
4.1.1 有机场效应晶体管的发展 31
4.1.2 有机场效应晶体管的结构和基本原理 31
4.2 有机场效应晶体管的基本参数 33
4.2.1 迁移率 33
4.2.2 阈值电压 34
4.2.3 接触电阻 35
4.2.4 迟滞 35
4.2.5 栅极漏电 35
4.2.6 亚阈值斜率 36
4.2.7 输出电导 36
4.2.8 有机场效应晶体管的能级结构 37
4.3 有机场效应晶体管的材料构成 38
4.3.1 有机场效应晶体管衬底的材料 38
4.3.2 有机场效应晶体管栅极的材料 38
4.3.3 有机场效应晶体管绝缘层的材料 39
4.3.4 有机场效应晶体管半导体层的材料 39
4.4 有机场效应晶体管中的电荷传输 43
4.4.1 电荷传输的相关特性 43
4.4.2 电荷传输模型 44
4.4.3 电流-电压特性 45
4.5 有机场效应晶体管的制备技术 46
4.5.1 热蒸发 46
4.5.2 溶液沉积 46
4.5.3 聚合物化学气相沉积 47
4.5.4 其他适用的PVD和CVD工艺 47
4.5.5 图案化操作 48
4.6 构筑工艺对器件性能的影响 49
4.6.1 源漏极接触 49
4.6.2 栅极电介质(栅介质) 51
4.6.3 空气敏感度和封装性 52
4.7 有机场效应晶体管的应用 52
4.7.1 显示器 53
4.7.2 传感器 53
第5章 基于有机场效应晶体管的存储器 55
5.1 存储器的发展 55
5.2 有机场效应晶体管存储器简介 56
5.2.1 有机场效应晶体管存储器的基本结构 56
5.2.2 有机场效应晶体管存储器的基本原理 57
5.3 有机场效应晶体管存储器的材料 59
5.3.1 电极材料 59
5.3.2 有源层半导体材料 59
5.3.3 绝缘层介电材料 60
5.4 浮栅型有机场效应晶体管存储器 61
5.4.1 浮栅型有机场效应晶体管存储器的工作原理 61
5.4.2 浮栅型有机场效应晶体管存储器的器件设计 62
5.5 聚合物驻极体型有机场效应晶体管存储器 65
5.5.1 聚合物驻极体型有机场效应晶体管存储器的工作原理 65
5.5.2 聚合物驻极体型有机场效应晶体管存储器的器件设计 66
5.6 铁电型有机场效应晶体管存储器 67
5.6.1 铁电型有机场效应晶体管存储器的工作原理 67
5.6.2 铁电型有机场效应晶体管存储器的器件设计 68
第6章 基于有机场效应晶体管的神经形态电子器件 71
6.1 神经形态电子器件简介 71
6.2 神经形态电子器件仿生功能 72
6.2.1 人脑神经网络信息处理机制 72
6.2.2 短时程突触仿生 73
6.2.3 长时程突触仿生 77
6.3 神经形态电子器件分类 79
6.3.1 忆阻器结构 79
6.3.2 双电层结构 80
6.4 神经形态电子器件仿生应用 81
6.4.1 树突整合功能的实现 81
6.4.2 神经运算功能的实现 83
6.4.3 躲避障碍功能的实现 85
6.4.4 生物信号传导功能的实现 85
6.4.5 视觉感知系统的实现 86
6.4.6 嗅觉感知系统的实现 90
6.4.7 味觉感知系统的实现 91
6.4.8 人工柔性触觉神经的实现 92
第7章 有机场效应晶体管传感器 94
7.1 有机场效应晶体管传感器简介 94
7.2 基于有机场效应晶体管的光传感器 96
7.2.1 光电晶体管简介 96
7.2.2 有机光电晶体管 97
7.2.3 有机光电晶体管的工作机制 101
7.3 基于有机场效应晶体管的压力传感器 103
7.3.1 OFET电阻型压力传感器 103
7.3.2 OFET电容型压力传感器 105
7.3.3 OFET压电型压力传感器 107
7.4 基于有机场效应晶体管的化学传感器 108
7.4.1 基于有机场效应晶体管电化学传感器简介 108
7.4.2 化学气体传感器 109
7.4.3 OFET传感器的应用 111
第8章 柔性可拉伸电子器件 113
8.1 柔性可拉伸电子背景介绍 113
8.2 柔性可拉伸电子材料 113
8.3 柔性可拉伸导电纤维材料的制备方法 117
8.3.1 湿法纺丝 119
8.3.2 干法纺丝 119
8.3.3 凝胶纺丝-热拉伸法 120
8.3.4 浸渍涂层法 121
8.3.5 物理沉积法 121
8.3.6 化学还原法 122
8.3.7 柔性可拉伸电极及传感器的设计 122
8.4 柔性可拉伸电子器件的应用 124
8.4.1 柔性可拉伸储能器件 125
8.4.2 柔性可拉伸传感器 127
8.4.3 柔性可拉伸可穿戴集成器件 129
8.4.4 柔性可拉伸电子的其他应用 133
参考文献 135
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