Ox的表面上形成高度有序的单层。CDPA、CBPA以及0ΡΑ的SAM是通过使用掠角衰减全反射 傅里叶变换红外(GATR-FTIR)光谱法和近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)光谱法来探测，如 图5中所示。CDPA和0ΡΑ的SAM的GATR-FTIR光谱在2850cm- 1和2919cm-1处呈现两个峰，所述峰 分别是归因于CH2基团的对称(vs)和不对称(vas)伸展模式，其可用作SAM内的良序烷基链 的参考物。
[0028] CBPA的SAM的C-H伸展分别针对vs和vas移位至较大波数2854和2925CHT 1。这种移位 类似于在具有较短直链烷基链的膦酸SAM的IR光谱中所观察到的移位，并且是无序SAM的指 示物。NEXAFS光谱法定性地用来自同步加速器来源的高强度、单色并且线性偏振的X射线分 析SAM中的结构次序以测量在原子的吸收边缘附近的电子跃迀。在碳K边缘附近的电子跃迀 的分析通常是用于表征SAM中的长链烷基的有序态。在改变的入射角（Θ)下收集的CDPA、 CBPA以及0ΡΑ的SAM的X射线吸收光谱允许探测所述SAM的次序。在90°和25° X射线入射角下 的NEXAFS光谱在与CDPA和0ΡΑ的SAM的σ*〇Η(约287.5eV)有关的峰处呈现角度依赖性（即， 差光谱强度）。相比之下，CBPA的SAM使用相同分析不呈现角度依赖性。另外，与GATR-FTIR的 结果一致，0ΡΑ和⑶PA的SAM形成良序单层，而CBPA形成无序单层，这是因为已知跃迀至C-C 和C-H反键轨道(σ*)是依赖于线性偏振的光和与SAM中的烷基链的定向有关的反键轨道的 对准。
[0029]根据本发明的一个实施方案的CDPA的有序单层是结晶的，当使薄膜暴露于在极浅 入射角（约〇. 12°)下的高强度同步加速器X射线时，使用掠入射X射线衍射(GIXD)由CDPA的 SAM显而易见这一点，其中就对于所述极薄膜的平面外（垂直于衬底)和平面内周期性结构 的灵敏性来说，X射线强度聚焦于恰在衬底上方的区域中。如图6中所示，CDPA的SAM的GIXD 图案在gxy二1.41人-1下呈现布拉格棒条，其指示所述SAM是结晶的，其晶格常数为 4.45 A。在检测范围内仅出现一个布拉格棒条表明，所述SAM具有六角晶格。所述晶格常数 仅比OPA SAM的晶格常数(4.2 Λ)大6%，表明庞大环己基端基的紧密堆积。
[0030]关于作为电介质应用于0TFT中，CDPA修饰的A10y/Ti0x需要适当的表面粗糙度、表 面能、电容以及漏电流。如使用原子力显微法(AFM)所测定，CDPA在25μπι2的面积内形成具有 0.2nm均方根(RMS)粗糙度的极光滑表面。这一粗糙度可与Si0 2上十八烷基三甲氧基硅烷 (0TMS)的超光滑SAM的粗糙度相当，如Ito等，1^111.(^111.3〇(3.2009，131，9396中所报道。 CDPA的SAM的表面能是31.6mN m-S含有0.3mN m-1的极性分量和31.3mN m-1的色散分量。通 过增加色散分量，同时保持极性分量几乎不变，CDPA的SAM具有大于0ΡΑ的表面能（26.6mN πΓ 1)的表面能。这与以下事实一致，即⑶PA含有非极性环己基端基，所述端基具有大于0ΡΑ中 的甲基端基的接触面积。由于增强的表面能，根据本发明的一个实施方案的CDPA修饰的 A10y/Ti0x呈现比0ΡΑ修饰的A10y/Ti0x好得多的湿润性，并且可由如氯仿、异丙醇、乙酸乙酯 以及甲苯的多种有机溶剂完全湿润，其中静止接触角小于5°。这种良好湿润性容易地允许 识别在滴铸期间使用的最优化溶剂。相比之下，CBPA的SAM呈现36.7mN πΓ1的较大表面能，具 有lmN nf1的极性分量和35.7mN nf1的色散分量。CBPA的较大表面能可能是由于无序的较短 烷基链，其允许探测液体在所述SAM下实现较大的与金属氧化物的相互作用。CDPA和CBPA修 饰的A10y/Ti0 x的每单位面积电容(Ci)分别测量为210±18nF cm-2和240±16nF cm-2。所述 电容在不同装置之间略微改变，因为旋涂方法不产生均一厚度的A10y/Ti0 x层。通过CDPA修 饰的AlOy/TiOx的漏电流约为1.6 X 10_6Acnf2，如由金属-绝缘体-金属结构使用3V电压所测 量。与⑶PA修饰的A10 y/Ti0x相比，0PA修饰的A10y/Ti0x具有基本上相同的漏电流，而CBPA修 饰的A10 y/Ti0X具有较大漏电流(在相同电压下3.4 X 10-6A cm-2)。CBPA修饰的A10y/Ti0X的较 大电容和漏电流看来与CBPA的烷基链较短有关。
[0031]根据本发明的一个实施方案的并五苯和C6Q的0TFT是通过使这些有机半导体在 ⑶PA和0ΡΑ修饰的A10y/Ti0x上真空沉积来制造，并且根据本发明的一个实施方案的TIPS-PEN和TIPS-TAP的0TFT是通过将相应有机半导体的溶液滴铸至⑶PA修饰的A10 y/Ti0x上来制 造。示例性0TFT具有作为漏电极和源电极的顶电极金。因为0ΡΑ修饰的A10 y/Ti0x由最常见的 有机溶剂不良地湿润，所以滴铸无法产生高质量薄膜的沉积。因此，TIPS-PEN和TIPS-TAP的 溶液处理的0TFT不在0ΡΑ修饰的A10 y/T i 0X上制造。使用大的每单位面积电容(C i)，所述0TFT 在低达3V的栅压下操作。CDPA和0ΡΑ修饰的AlOy/TiOx上的0TFT呈现基本上相同的阈电压。 如在真空中和在空气中所测量的在⑶PA和0ΡΑ修饰的A10 y/Ti0x上的0TFT的场效应迀移率概 述于下文表1中，其中平均值是由五种不同衬底上的至少20个通道获得。在CDPA修饰的 AlOy/TiOx上的表现最好的0TFT的典型输出和传递I-V曲线显示于图7中。用CBDA取代⑶PA， 产生劣等0TFT，其中并五苯和C 6Q的真空沉积的0TFT分别呈现1.6±0.2cm2V-1(在空气中 测量）和0.021±0.005cm 2V-1s-1(在真空中测量）的较低场效应迀移率，并且TIPS-PEN和 TIPS-TAP的溶液处理的0TFT分别呈现0.23±0.07〇112￥-18-1(在空气中测量)和(7.3±0.6) X10-3cm2V-ls-l(在真空中测量)的较低场效应迀移率。CDPA修饰的A10y/Ti0x由其它有机 半导体构建，所述半导体包括铜酞菁、Ν,Υ-二环己基-1，4,5,8-萘-四羧基二酰亚胺（C-NT⑶I)以及Ν,Υ-二己基-1，4,5,8-萘-四羧基二酰亚胺(!1-犯^01)丄0?4修饰的41(^/11(^上 C-NTCDI的真空沉积的0TFT和H-NTCDI的溶液处理的0TFT是空气稳定的，分别具有1.50 土 0 · 30cm2V-ls-l 和1 · 09 ±0 · 26cm2V-ls-l 的高场效应迀移率。
[0032] 表1.如在真空中（Vac.)或在空气中所测试的在⑶PA和0ΡΑ修饰的A10y/Ti0 x上制造 的0TFT的场效应迀移率(cm2V-4。
[0033]
[0034] 如由⑶PA的SAM上并五苯和C6Q的0TFT所测量的并五苯和C6Q的场效应迀移率是在 这两种基准有机半导体的最高值当中。与⑶PA的SAM相比，十八烷基三甲氧基硅烷(0TMS)的 结晶SAM针对C60的真空沉积的0TFT具有较高场效应迀移率（当在犯氛围中测量时为4.7 土 0.41cm2V-但针对并五苯具有较低场效应迀移率（2.8±0.2cm2V-如Ito等， J.Am.Chem.Soc·2009，131,9396中所公开。在CDPA的SAM上TIPS-PEN 0TFT的最大场效应迀 移率(2 · 7cm2V-V4是高于由Park等，Appl · Phys · Lett · 2007，91,063514所报道的TIPS-PEN 的溶液处理的无应变膜的最大迀移率（1.8cm2V-4，但低于Diao等Nat .Mater. 2013，12， 665的应变单晶膜的最大迀移率(llcm2V-V0。在CDPA的SAM上TIPS-TAP 0TFT的电子迀移率 (S.Ocn^Vdir1)看来是溶液处理的多晶η通道0TFT中最高的。与Liu等， Angew. Chem. Int.Ed. 2013，52，6222中所报道的具有甲氧基端基以增强高迀移率溶液处理 的η通道0TFT的表面能的12-甲氧基十二烷基膦酸(M0DPA)的SAM相比，⑶PA的SAM具有高约 50%的平均场效应迀移率并且显示TIPS-TAP的η通道0TFT的显著改进的空气稳定性。看来 所述改进的空气稳定性是归因于所述SAM表面缺乏氧原子，在所述SAM表面中极性氧原子允 许在半导体-电介质界面处积聚水，正如M0DPA和⑶PA的SAM分别呈现75.2°和99.8°的水接 触角。CDPA的环己基允许SAM为疏水性和有机溶剂可湿润性的，这对于制造空气稳定性溶液 处理的η通道0TFT是至关重要的。
[0035]研究在⑶ΡΑ和0ΡΑ的SAM上有机半导体的真空沉积的膜。通过X射线衍射(XRD)和原 子力显微法(AFM)，在⑶PA和0ΡΑ的SAM上并五苯的真空沉积的膜的X射线衍射基本上相同， 呈现与并五苯的薄膜相一致的四个衍射峰。如图8中所示的AFM图象所指示，沉积于CDPA和 0ΡΑ的SAM上的并五苯膜是由具有不同平台的晶粒构成。CDPA上的膜中具有超过Ιμπι大小的 晶粒是大于0ΡΑ上的膜中的那些晶粒，这大概是因为显示较高表面能的CDPA的SAM促进逐层 生长。因此，在不同SAM上并五苯0TFT的迀移率的差异可归因于膜形态的差异。与⑶PA和0ΡΑ 的SAM上的不同膜形态一致，极薄(3nm厚)膜的AFM图象披露了 CDPA上并五苯的膜具有较高 覆盖率和较少晶粒边界。CDPA的SAM上C6Q的膜在20 = 10.86° (d间距=8.19 A)和2Θ = 21.78° (d简$巨=4.08 Α)处呈现两个X射线衍射峰，这与源于所述单晶结构的（111)和 (222)衍射一致。这指示结晶膜，其中（111)平面与所述表面平行。相比之下，在相同条件下 沉积于0ΡΑ的SAM上的C6Q的膜仅在2Θ = 10.86°处呈现一个小的衍射峰，其指示明显较低结晶 度的膜。不同于CDPA的SAM上生长的C6〇膜，如Kobayash等Appl. Phys. Lett. 2003，82，4581 中 所报道通过分子