フレキシブル有機単結晶ベースの電界効果トランジスタの電気的特性に曲げの影響

このようなセンサ、ディスプレイ、ウェアラブルエレクトロニクスなどのソフトの電子デバイスは、現在設計されていると、より積極的に研究し、多くのも近年^1,2,3,4に市場で発売されていますされています。有機半導体材料は無機半導体^5,6と比較して、低開発費、溶液中でまたは低温で製造することができる能力、及び、特に、それらの柔軟性を含む、それらの固有の利点にこれらの電子デバイスにおいて重要な役割を演じます。これらの電子機器のための一つの特別な配慮は、彼らが頻繁な曲げにさらされることです。曲げは、コンポーネントやデバイス内の材料に歪みを導入しています。このようなデバイスが曲がっているように安定しており、安定した性能が要求されます。トランジスタは、これらの電子機器のほとんどにおいて重要な要素であり、曲げの下での性能が重要です。多くの研究が有機トンを折り曲げて、このパフォーマンスの問題に対処していますヒンフィルムは^{7,8トランジスタ} 。曲げ時のコンダクタンスの変化は、多結晶薄膜中の粒子間の間隔の変化に起因することができるが、聞いて、より根本的な問題は、コンダクタンスは、曲げ時に単結晶内で変更できるかどうかです。有機分子間の電荷輸送が分子と中性および荷電状態⁹との間の相互変換に関与再編エネルギーと電子結合に強く依存することが認められています。電子結合は、隣接する分子間のフロンティア分子軌道の重なりまでの距離に非常に敏感です。秩序だった結晶の曲げひずみを導入し、結晶内の分子の相対的な位置を変更することができます。これは、単結晶ベースの電界効果トランジスタを用いて試験することができます。一つのレポートには^、10を曲げる際に、結晶の厚さの効果を研究するために、フレキシブル基板上のルブレンの単結晶を用います。デ平坦な基板上に作製した銅フタロシアニンナノワイヤー結晶で悪徳^11を曲げる際に、より高い移動度を有することが示されました。しかし、異なる方向に曲げられたFETデバイスのプロパティが検討されていません。

分子5,7,12,16テトラクロロ-6,13- diazapentacene（TCDAP）は、n型半導体材料¹²です。 TCDAPの結晶が持つ単斜パッキングモチーフは3.911Åのセル長で単位セルの軸に沿って隣接する分子間のπ-πスタッキングをシフトしています。結晶は、長い針を与えるために、このパッキング方向に沿って成長します。この方向に沿って測定された最大のn型の電界効果移動度は、CM ² / V・secで3.39に達しました。脆くて壊れやすい多くの有機結晶とは異なり、TCDAP結晶は非常に柔軟であることが判明しました。この研究では、導電チャネルとしてTCDAPを使用し、フレキシブル基板のO上に単結晶電界効果トランジスタを用意しFポリエチレンテレフタレート（PET）。モビリティは、フレキシブル基板（下向き）またはゲート/誘電側に向かって曲がった（上方）に向かって、デバイスを曲げて、平坦な基板上に結晶を測定した。IVデータは、隣接間のスタッキング/結合距離の変化に基づいて分析しました分子。