تأثير الانحناء على الخصائص الكهربائية من الترانزستورات مجال التأثير على أساس الكريستال مرنة عضوي واحدة
Summary
توضح هذه المخطوطة عملية الانحناء لالقائم على الكريستال واحد حقل التأثير الترانزستور العضوي للحفاظ على جهاز سير لقياس خاصية الإلكترونية. وتشير النتائج إلى أن أسباب الانحناء التغييرات في تباعد الجزيئي في وضوح الشمس، وبالتالي في معدل التنقل تهمة، وهو أمر مهم في مجال الالكترونيات مرنة.
Abstract
ونقل المسؤول في أشباه الموصلات العضوية يعتمد بدرجة كبيرة على التعبئة الجزيئية في البلورة، والتي تؤثر على اقتران الإلكترونية بشكل كبير. ومع ذلك، في مجال الالكترونيات الناعمة، التي أشباه الموصلات العضوية تلعب دورا حاسما، سوف تكون عازمة الأجهزة أو مطوية مرارا وتكرارا. تأثير الانحناء على التعبئة وضوح الشمس، وبالتالي نقل التهمة هي حاسمة بالنسبة لأداء الجهاز. في هذا المخطوط، وصفنا بروتوكول لثني الكريستال واحد من 5،7،12،16-tetrachloro-6،13-diazapentacene (TCDAP) في تكوين الترانزستور مجال التأثير والحصول على الخصائص الرابع استنساخه على الانحناء وضوح الشمس. وأظهرت النتائج أن الانحناء الترانزستور مجال التأثير تعد على النتائج الركيزة مرنة في اتجاهات معاكسة بعد عكسها تقريبا في التنقل تهمة، اعتمادا على اتجاه الانحناء. الزيادات التنقل عند عازمة الجهاز نحو أعلى البوابة / طبقة عازلة (التصاعدي، ودولة ضاغطة) وينخفض عندما يكونالإقليم الشمالي نحو الجانب الكريستال / الركيزة (نحو الانخفاض، دولة الشد). وقد لوحظ تأثير الانحناء انحناء أيضا، مع قدر أكبر من التغيير التنقل الناجمة عن ارتفاع انحناء الانحناء. ويشار إلى أن التغييرات بعد π-π الجزيئات على الانحناء، وبالتالي التأثير على اقتران الإلكترونية والقدرة النقل الناقل لاحقة.
Introduction
الأجهزة الإلكترونية لينة، مثل أجهزة الاستشعار وشاشات العرض، والإلكترونيات القابلة للارتداء، ويجري حاليا تصميم والبحث بنشاط أكبر، والعديد منهم حتى تم إطلاقها في السوق في السنوات الأخيرة 1،2،3،4. المواد شبه الموصلة العضوية تلعب دورا هاما في هذه الأجهزة الإلكترونية نظرا لمزاياها الكامنة، بما في ذلك تكلفة التطوير منخفضة، والقدرة على أن تكون على استعداد في حل أو في درجات حرارة منخفضة، وعلى وجه الخصوص، مرونتها عند مقارنة أشباه الموصلات العضوية 5،6. واحدة اهتماما خاصا لهذه الأجهزة الإلكترونية هو أنها ستخضع إلى الانحناء المتكرر. الانحناء يدخل سلالة في مكونات والمواد داخل الجهاز. مطلوب أداء مستقر وثابت كما هي عازمة هذه الأجهزة. الترانزستورات هي عنصر حيوي في معظم هذه الأجهزة الإلكترونية، وأدائها تحت الانحناء هو من مصلحة. وقد تناول عدد من الدراسات هذه المشكلة الأداء عن طريق الانحناء ر العضويةهين فيلم الترانزستورات 7،8. في حين أن التغيرات في تصرف على الانحناء يمكن أن يعزى إلى تغيرات في التباعد بين الحبوب في طبقة رقيقة الكريستالات، أن السؤال الأكثر جوهرية الذي يطرح نفسه هو ما إذا كان تصرف قد تتغير داخل الكريستال واحد على الانحناء. ومن المقبول أيضا أن نقل الشحنة بين الجزيئات العضوية يعتمد بقوة على اقتران الإلكتروني بين الجزيئات والطاقة إعادة تنظيم المشاركة في interconversion بين الدول المحايدة واتهم 9. اقتران الإلكترونية حساس للغاية لبعد المسافة بين الجزيئات المجاورة وإلى تداخل الحدود المدارات الجزيئية. الانحناء من الكريستال امر جيد يدخل الإجهاد ويمكن أن تغير الوضع النسبي للجزيئات داخل البلورة. ويمكن اختبار هذا مع القائم على الكريستال واحد حقل التأثير الترانزستور. استخدم تقرير واحد بلورات واحدة من rubrene على ركيزة مرنة لدراسة تأثير سماكة الكريستال على الانحناء 10. ديوقد أظهرت الرذائل مع بلورات أسلاك متناهية الصغر النحاس فثالوسيانين أعدت على ركيزة مسطحة أن يكون حراكا العالي على الانحناء 11. ومع ذلك، لم يتم استكشاف خصائص عازمة جهاز المجالي في اتجاهات مختلفة.
جزيء 5،7،12،16-tetrachloro-6،13-diazapentacene (TCDAP) هو نوع ن مادة شبه موصلة 12. وضوح الشمس من TCDAP لديه فكرة التعبئة أحادي مع تحول التراص π-π بين الجزيئات المجاورة على طول محور الخلية وحدة بطول خلية من 3.911 Å. الكريستال ينمو على طول هذا الاتجاه التعبئة لإعطاء الإبر الطويلة. بلغ الحد الأقصى من نوع ن حقل التأثير التنقل قياس طول هذا الاتجاه 3.39 سم 2 / V · ثانية. على عكس العديد من بلورات العضوية التي هي هشة وهشة، وجدت الكريستال TCDAP أن تكون مرنة للغاية. في هذا العمل، كنا TCDAP كقناة إجراء وإعداد الكريستال واحد حقل التأثير الترانزستور على ركيزة س مرنو البولي اثيلين (PET). وقد تم قياس التنقل لوضوح الشمس على ركيزة مسطحة، مع ثنى جهاز نحو الركيزة مرنة (الانخفاض) أو تقف أمام بوابة / الجانب عازلة (صعودا). وقد تم تحليل يستند الرابع البيانات على التغييرات في المسافة التراص / اقتران بين الدول المجاورة الجزيئات.
Protocol
Representative Results
Discussion
في هذه التجربة، عددا من المعلمات يؤثر على قياس النجاح في التنقل مجال التأثير. أولا، يجب أن تكون الكريستال واحد كبير بما يكفي لتكون ملفقة في جهاز حقل التأثير لقياس الممتلكات. طريقة نقل بخار المادية (PVT) هو الذي يسمح بلورات أكبر لزراعتها. عن طريق ضبط درجة الحرارة ومعدل ت?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by the Ministry of Science and Technology, Taiwan, Republic of China through Grant No. 101-2113-M-001-006-MY3.
Materials
| Colloidal Graphite(water-based) | TED PELLA,INC | NO.16053 | |
| Colloidal Graphite(IPA-based) | TED PELLA,INC | NO.16051 | |
| [2,2]Paracyclophane,99% | Alfa Aesar | 1633-22-3 | |
| polyethylene terephthalate | Uni-Onward | ||
| Mini-Mite 1100°C Tube Furnaces (Single Zone) | Thermo Scientific | TF55030A | |
| Agilent 4156C Precision Semiconductor Parameter | Keysight | HP4156 |
References
- Sekitani, T., Zschieschang, U., Klauk, H., Someya, T. Flexible Organic Transistors and Circuits with Extreme Bending Stability. Nat. Mater. 9, 1015-1022 (2010).
- Yang, Y., Ruan, G., Xiang, C., Wang, G., Tour, J. M. Flexible Three-Dimensional Nanoporous Metal-Based Energy Devices. J. Am. Chem. Soc. 136, 6187-6190 (2014).
- Zhan, Y., Mei, Y., Zheng, L. Materials Capability and Device Performance in Flexible Electronics for the Internet of Things. J. Mater. Chem. C. 2, 1220-1232 (2014).
- Zhang, L., Wang, H., Zhao, Y., Guo, Y., Hu, W., Yu, G., Liu, Y. Substrate-Free Ultra-Flexible Organic Field-Effect Transistors and Five-Stage Ring Oscillators. Adv. Mater. 25, 5455-5460 (2013).
- Jedaa, A., Halik, M. Toward Strain Resistant Flexible Organic Thin Film Transistors. Appl. Phys. Lett. 95, (2009).
- Nomura, K., Ohta, H., Takagi, A., Kamiya, T., Hirano, M., Hosono, H. Room-Temperature Fabrication of Transparent Flexible Thin-Film Transistors Using Amorphous Oxide Semiconductors. Nature. 432, 488-492 (2004).
- Sekitani, T., et al. Bending Experiment on Pentacene Field-Effect Transistors on Plastic Films. Appl. Phys. Lett. 86, 073511 (2005).
- Tseng, C. -. W., Huang, D. -. C., Tao, Y. -. T. Organic Transistor Memory with a Charge Storage Molecular Double-Floating-Gate Monolayer. ACS Appl. Mater. Interfaces. 7, 9767-9775 (2015).
- Coropceanu, V., Cornil, J., da Silva Filjo, D. A., Olivier, Y., Silbey, R., Bredas, J. L. Charge Transport in Organic Semiconductors. Chem. Rev. 107, 926-952 (2007).
- Briseno, A. L., et al. High-Performance Organic Single-Crystal Transistors on Flexible Substrates. Adv. Mater. 18, 2320-2324 (2006).
- Tang, Q., et al. Organic Nanowire Crystals Combing Excellent Device Performance and Mechanical Flexibility. Small. 7, 189-193 (2011).
- Islam, M. M., Pola, S., Tao, Y. -. T. High Mobility N-Channel Single-Crystal Field-Effect Transistors Based on 5,7,12,14-Tetrachloro-6,13-Diazapentacene. Chem. Commun. 47, 6356-6358 (2011).
- Weng, S. Z., et al. Diazapentacene Derivatives as Thin-Film Transistor Materials: Morphology Control in Realizing High-Field-Effect Mobility. ACS Appl. Mater. Interfaces. 1, 2071-2079 (2009).
- Kloc, C., Simpkins, P. G., Siegrist, T., Laudise, R. A. Physical Vapor Growth of Centimeter-Sized Crystals of Α-Hexathiophene. J. Cryst. Growth. 182, 416-427 (1997).
