Efecto de refinamiento de zona en semiconductores de mezcla de moléculas pequeñas y polímeros para transistores...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Electrónica orgánica y electrónica orgánica.
• La ciencia de los polímeros es la ciencia de los polímeros.

Sus antecedentes:

• Los semiconductores de moléculas pequeñas mezclados con polímeros aislantes ofrecen una mayor procesadabilidad y rendimiento de la solución en transistores orgánicos de película delgada (OTFT).
• Las impurezas en los semiconductores de moléculas pequeñas, como el trietilsiletinyl anthradithiophene (TESADT) expuesto a rayos UV, reducen drásticamente la movilidad del efecto de campo y interrumpen las fases cristalinas.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar el mecanismo detrás de la mejora del rendimiento de las películas de mezcla en OTFTs.
• Investigar el papel de las impurezas y su eliminación en sistemas de semiconductores de mezcla.

Principales métodos:

• Fabricación y caracterización de OTFT utilizando TESADT puro y mezclado con polímeros, incluidas muestras impuras y expuestas a rayos UV.
• Análisis de las características de la transición de fase y la movilidad del efecto de campo.
• Estudios de reflectividad de neutrones para comprender la morfología de la película y la separación de fases.

Principales resultados:

• El TESADT limpio e impuro exhibió una movilidad significativamente reducida (<10(-5) cm(2) / V s)) y perdió su fase cristalina a alta temperatura.
• Las películas de mezcla de TESADT expuesto a rayos UV con poli (α-metilestireno) (PαMS) mostraron una movilidad recuperada (0.040 cm) y una restauración parcial de las características de transición de fase.
• Se observaron efectos similares en películas de mezcla TIPS-pentaceno envejecidas, lo que respalda la aplicabilidad general del fenómeno.

Conclusiones:

• La separación de fase vertical en las películas de mezcla crea una capa rica en polímeros que secuestra las especies de impurezas perjudiciales.
• Este "efecto de refinamiento de zona" elimina efectivamente las impurezas de la interfaz de transporte de carga, mejorando el rendimiento de OTFT.
• Los semiconductores de mezcla ofrecen una estrategia viable para superar las limitaciones de rendimiento causadas por las impurezas en los dispositivos electrónicos orgánicos.