Esnek Organik Tek Kristal tabanlı Alan etkili Transistörler Elektrik Özelliklerine Bükme etkisi
Summary
Bu el yazması, elektronik özellik ölçümü için işleyen bir cihazı korumak için organik bir tek kristal tabanlı alan etkili transistörün bükme işlemi anlatılmaktadır. sonuçlar, kristal moleküler aralık ve böylece esnek elektronik önemlidir şarj atlamalı oranı, eğilme nedenler değişir.
Abstract
organik yarı iletken şarj taşıma gayet elektronik kaplin etkiler kristal, moleküler ambalaj üzerinde son derece bağlıdır. Ancak, organik yarı iletkenler kritik bir rol oynadığı yumuşak elektronik, cihazlar bükük olacak, art arda veya katlanmış. kristal paket ve bu nedenle yük taşıma bükülme etkisi cihazının performansı için çok önemlidir. Bu yazıda, alan etkili transistör yapılandırmasında 5,7,12,16-tetrakloro-6,13-diazapentacene (TCDAP) tek bir kristal bükmeye ve kristal bükme üzerine tekrarlanabilir IV özelliklerini elde etmek için protokol açıklar. Sonuçlar, şarj hareketlilik neredeyse geri dönüşümlü henüz zıt eğilimler esnek bir alt tabaka sonuçlarına hazırlanmış bir alan etkili transistör eğme yönüne bağlı olarak ortaya koymaktadır. Cihaz üst geçit / dielektrik katman (yukarı, basınç durumu) doğru eğildi ve olmak zaman azalır hareketlilik artarnt kristal / substrat tarafında (aşağı, çekme durum) doğru. eğrilik bükülme etkisi de daha yüksek bir bükülme eğriliği elde edilen daha büyük bir hareket değişikliği gözlenmiştir. Bu olduğu ileri sürülmektedir böylece elektronik kavrama ve sonraki taşıyıcı taşıma yeteneğini etkileyen, bükme üzerine moleküller π-π mesafe değişir.
Introduction
Sensörler, görüntüler ve giyilebilir elektronik olarak yumuşak elektronik cihazlar, şu anda tasarlanmış olması ve daha aktif araştırılmış ve birçok hatta son yıllarda 1,2,3,4 piyasadaki başlatılmıştır vardır. Organik yarı iletken malzemeler, düşük geliştirme maliyeti dahil kendi içsel avantajları, bu elektronik cihazlarda önemli bir rol oynamaktadır, yetenek özellikle onların esneklik inorganik yarı iletkenler 5,6 ile karşılaştırıldığında, çözelti içinde veya düşük sıcaklıklarda hazırlanan ve olmak. Bu elektronik için özel bir göz onlar sık sık eğilme tabi olacaktır. Bükme bileşenleri ve cihaz içinde malzeme yük getirmektedir. Bu tür cihazlar bükülmüş olarak istikrarlı ve tutarlı bir performans gereklidir. Transistörler bu elektronik çoğunda önemli bir bileşenidir, ve eğilme altında performans ilgi çekicidir. Bir dizi çalışmada, organik t bükerek bu performans sorunu ele alınmıştırhin filmi 7,8 transistörleri. eğilme üzerine iletkenlik değişiklikler bir polikristal ince film hububat arasındaki boşluk değişiklikler atfedilebilir olsa da, sormak için daha temel bir soru iletkenliği bükme üzerine tek kristal içinde değişebilir olup olmadığıdır. Organik moleküller arasındaki yük iletim molekülleri ile nötr ve yüklü Devletleri 9 arasındaki iç yer tadilatı enerji arasındaki elektronik bağlantı kuvvetle bağlı olduğu kabul edilmektedir. Elektronik bağlantı komşu moleküller arasında sınır moleküler orbitallerin örtüşmesi uzaklığa son derece duyarlıdır. İyi sıralı kristal bükme gerginlik tanıtır ve kristal içindeki moleküllerin göreli konumunu değiştirebilir. Bu, tek bir kristal bazlı alan etkili transistor ile test edilebilir. Bir rapor 10 bükme üzerine kristal kalınlığının etkisini araştırmak için esnek bir alt tabaka üzerine rubrene tek kristalleri kullanılır. dedüz alt-tabaka hazırlanmıştır bakır falosiyanin nanotel kristalleri ile mengene 11 büküm sırasında yüksek bir mobiliteye sahiptir gösterildi. Ancak, farklı yönlere bir FET cihaz bent için özellikleri araştırılmış değil.
Molekül 5,7,12,16-tetrakloro-6,13-diazapentacene (TCDAP) bir N-tipi yarı iletken malzeme 12'dir. TCDAP kristal 3,911 Å bir hücre uzunluğunda birim hücrenin bir eksen boyunca komşu moleküller arasında kaymıştır π-π istifleme ile monoklinik ambalaj motifi vardır. Kristal uzun iğneler vermek için bu ambalaj doğrultusu boyunca büyür. Bu yönde ölçülen maksimum n-tipi alan etkili hareketlilik cm2 / V · sn 3.39 ulaştı. kıtır ve kırılgan olan çok organik kristaller farklı olarak, TCDAP kristal son derece esnek olduğu bulunmuştur. Bu çalışmada, iletken bir kanal olarak TCDAP kullanılan ve esnek bir alt tabaka o tek kristal alan etkili transistör hazırlananF polietilen tereftalat (PET). Hareketlilik (aşağı) veya (yukarı) kapı / dielektrik tarafına doğru bükülmüş esnek alt tabaka doğru cihaz bükülmüş, düz bir tabaka üzerinde kristal ölçüldü. IV veri komşu arasında istifleme / bağlantı mesafesi değişikliklere dayalı analiz edildi moleküller.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu deneyde, bir dizi parametre alan etkili hareketlilik başarılı ölçümünü etkiler. İlk olarak, tek kristal yeterince büyük özelliği ölçümü için bir alan etkili bir aygıt içine yerleştirilebilir olmalıdır. fiziksel buhar transferi (PVT) yöntemi büyük kristaller yetiştirilebilir sağlayan biridir. sıcaklık ve taşıyıcı gaz akış oranının ayarlanması ile, boyutları kristallerin yarım santimetre elde edilebilir için. İkinci olarak, tek bir kristal seçimi önemlidir. Bir belirgin tek …
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).
