유연한 유기 단결정 기반 전계 효과 트랜지스터의 전기적 특성에 영향 절곡

요약

본 논문의 전자 특성 측정을위한 작동 장치를 유지하기위한 유기 단결정 기반 전계 효과 트랜지스터의 절곡 가공을 설명한다. 결과는 제안 그 결정의 분자 간격에 따라서 유연 전자에서 중요하다 충전 호핑 속도의 굽힘 원인 변경.

초록

유기 반도체에서의 전하 수송은 대단히 전자 결합에 영향을 미치는 결정에 분자 포장에 매우 의존한다. 그러나, 유기 반도체가 중요한 역할을하는 부드러운 전자에, 장치가 구부러됩니다 또는 반복적으로 접혀. 결정 패킹 따라서 전하 수송에 휨의 효과는 소자의 성능에 결정적이다. 이 논문에서는, 전계 효과 트랜지스터의 구성 5,7,12,16 테트라 클로로 6,13- ​​diazapentacene (TCDAP) 단결정 구부러 및 결정 굽힘에 재현 IV 특성을 획득하기 위해 상기 프로토콜을 설명한다. 그 결과, 전하 이동도 거의 가역적 아직 대향 추세 플렉시블 기판 결과에 제조 된 전계 효과 트랜지스터 굽힘 굽힘 방향에 따라 보여준다. 장치가 탑 게이트 / 유전체 층 (상향 압축 상태)을 향해 절곡 될 때 감소되는 이동성 증대NT 결정 / 기판 측 (하방으로 인장 상태)를 향해. 곡률 휨의 효과는 또한 높은 굽힘 곡률 인한 이동성의 변화를 관찰 하였다. 이 제안된다함으로써 전자 결합 이후의 캐리어 수 송능을 좌우 절곡시 분자간의 π-π 거리가 변화한다.

서론

센서, 디스플레이, 전자 착용 소프트 전자 기기는, 현재 설계중인 더욱 활발히 연구 및 많은 심지어 최근 ^{1,2,3,4-에서} 시장에 출시되어있다. 유기 반도체 물질로 인해 낮은 개발 비용을 포함하여 자신의 고유 한 장점을이 전자 장치에있어서 중요한 역할을 할 수있는 능력은 특히 유연성 무기 반도체 ^5,6- 비교할 때, 용액 또는 낮은 온도에서 제조하고있다. 이 전자에 대한 하나의 특별한 배려는 자주 굽힘을 실시 할 것입니다. 굽힘은 부품 및 장치 내에서 재료의 변형을 소개합니다. 이러한 장치가 구부러진 다 같이 안정적이고 일관된 성능이 필요합니다. 트랜지스터는 이러한 전자의 대부분의 중요한 구성 요소이며, 굽힘에서 성능이 관심이다. 다수의 연구는 유기 t 절곡하여 성능 문제를 다루었힌 필름은 ^{7,8 트랜지스터.} 굴곡에 따라 전도도의 변화가 다결정 박막의 입자 사이의 간격의 변화에 ​​기인 할 수 있지만, 물어보다 근본적인 문제는 전도성이 굴곡에 따라 단결정 내에서 변경할 수 있는지 여부입니다. 잘 유기 분자 사이의 전하 수송은 분자와 중립 및 충전 상태 ⁽⁹⁾ 사이의 상호 관련된 조직 개편 에너지 사이의 전자 결합에 크게 의존 허용됩니다. 전자 커플 링은 이웃 분자 사이의 국경 분자 궤도 함수의 중첩까지의 거리에....

프로토콜

TCDAP ¹² 1. 준비

1. 문학 절차 ^(13)에 따라 TCDAP을 합성.
2. 340 (270)에서 설정된 세 개의 온도 영역에 온도 구배 승화 법에 의해 TCDAP 생성물을 정제하고, 250 ° C 각각 ^10-6 토르 ^{(12, 14)의} 진공 압력하에.

2. TCDAP 물리적 증기 전송을 사용하여 (PVT) 시스템 ^(14)의 단결정을 성장

1. (1.2 cm 직경으로 15 cm 길이) (5 cm 길이) 보트의 일단에 TCDAP 샘플을 넣어 유리 내통에 보트 로딩.
2. 긴 유리 (83cm 길이 직경 2cm) 튜브 내부 튜브를로드하고 개방에서 약 17cm에 밀어 넣습니다.
3. (길이 60cm, 직경 2.5 cm)이 수평 선반에 고정 된 구리 튜브로 긴 유리 튜브를로드; 확인 TCDAP의 보트의 가열 대역 AR에서 정의한 가열 영역의 중간에 위치되어 있는지 확인구리 관 아 운드.
4. 은 30cc / 분의 유량으로 헬륨 가스로 PVT 시스템을 제거하고 310 ℃로 가열 대역을 데워 변압기 켜; 이틀 동안이 온도에서 유지한다.
5. 실온으로....

결과

단결정 XRD 분석 TCDAP는 ㄱ 축.도 함께 포장 분자 확장 π 시스템임을 보여준다. 2는 TCDAP 결정을위한 분말 XRD에 의한 주사 패턴을 보여줍니다. 날카로운 피크의 일련의 결정의 분말 회절 패턴과 비교하여, 단 (0, K, ℓ)면의 계열에 대응하는 관찰된다. 이도에 도시 된 바와 같이, 결정 구조가 배향되어 있다는 것을 의미한다. 3.

절곡 전에 평탄 n 형 TCDAP 단결정 트랜지스터는 게이트 전압이 15 V 단계 60 V -60 V까지 변화시켰다 양성 게이트 전압 (V _GS) 잘 해결 포화 전류를 주었다. 이것은 (도. 4A).도.......

토론

이 실험에서는, 다수의 파라미터는 전계 효과 이동도의 성공적인 측정에 영향을 미친다. 우선, 단결정 충분한 특성 측정 용 전계 효과 장치로 제조 될 수 있어야한다. 물리적 증기 전송 (PVT) 방법은 큰 결정을 성장시킬 수있는 하나입니다. 온도 및 캐리어 가스의 유량을 조절함으로써, 결정의 최대 크기 절반 cm 얻을 수있는 것이다. 둘째, 단결정의 선택은 중요하다. 명백한 단결정은 결정의 번들을 포함 할 수 있으며, 굽힘 번들의 분해는 원인이 될 수 있습니다. 따라서, 얇은 결정이 바람직하다. 셋째, 배 양면 광범위한 실험 테이프없이 결정 유전체층 및 / 또는 전극 사이의 접촉 조작을 절곡 여러 따라 이동할 수 있다는 것을 보여 주었다 같이 테이프, 기판 표면과 일정한 접촉 결정을 유지하는 것이 필요하므로 접촉 저항은 증가한다는ND 불안정하거나 재생 불가능한 전류 측정이 얻어진다. 또 다른 문제는 결정의 단부가 상향으로 절곡하면, 압축 된 상태를 달성한다. 적절한 직경의 실린더 주위에 플렉시블 기판을 배치하면, 결정 / 소스 .......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
콜로이드 흑연 (수성)	TED PELLA,INC	NO.16053
콜로이드 흑연 (IPA 기반)	TED PELLA,INC	NO.16051
[2.2] 파라 사이클로 판, 99 %	알파 Aesar	1633-22-3
폴리에틸렌 테레 프탈레이트	Uni-Onward
미니 진드기 1,100 ° C 관상로 (단일 구역)	Thermo Scientific	TF55030A
Agilent 4156C 정밀 반도체 파라미터	Keysight	HP4156