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Updated: Jan 5, 2026
08:43
Effect of Bending on the Electrical Characteristics of Flexible Organic Single Crystal-based Field-effect Transistors
Published on: November 7, 2016
8.4K
El efecto de la expansión del anillo en los polímeros de indasenodiotiofeno para transistores de efecto de campo
Hu Chen1, Andrew Wadsworth2, Chun Ma1
1King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) , KAUST Solar Center (KSC) , Thuwal 23955-6900 , Saudi Arabia.
Journal of the American Chemical Society
|October 16, 2019
Resumen
Se sintetizó un nuevo donante fundido, el tienobenzo[b]indacenodiotiofeno (TBIDT), pero resultó en una menor movilidad del portador de carga de lo esperado. Esto pone de relieve la importancia del embalaje regular de la cadena lateral para los transistores orgánicos de alto rendimiento.
Área de la Ciencia:
- Productos electrónicos orgánicos
- Ciencias de los materiales
- Química de los polímeros
Sus antecedentes:
- Las unidades de Indacenodiotiofeno (IDT) son conocidas por mejorar la movilidad del portador de carga en semiconductores orgánicos.
- Se planteó la hipótesis de expandir la unidad IDT al tienobenzo[b]indacenodiotiofeno (TBIDT) para mejorar aún más la planaridad del polímero y los contactos intermoleculares.
Objetivo del estudio:
- Diseñar y sintetizar un nuevo donante fundido, el TBIDT, y copolimerizarlo con el benzotiadiazol (BT).
- Investigar el impacto de la unidad TBIDT expandida en la microestructura y las propiedades de transporte de carga del polímero resultante (TBIDT-BT).
- Comprender las relaciones estructura-propiedad que rigen la movilidad del portador de carga en semiconductores orgánicos.
Principales métodos:
- Síntesis del monómero TBIDT a través de un cierre de anillo en cascada promovido por ácido.
- Copolimización de TBIDT con el monómero BT.
- Fabricación y caracterización de los transistores orgánicos de efecto de campo (OFET).
- Mediciones de la conductividad de microondas con resolución de tiempo (TRMC).
- Microscopía de túnel de barrido (STM) y cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT).
Principales resultados:
- Los transistores de efecto de campo TBIDT-BT optimizados mostraron una menor movilidad de agujero de saturación promedio (0,9 cm^2 V^-1 s^-1) en comparación con IDT-BT (aprox. 1.5 cm^2 V^-1 s^-1). En el caso de las
- Las mediciones de TRMC corroboraron las movilidades inferiores del agujero observadas en los dispositivos OFET.
- STM y DFT revelaron que el TBIDT-BT tiene una microestructura menos ordenada que el IDT-BT, atribuida al empaque irregular de la cadena lateral.
- Los cálculos de DFT indicaron una estabilización reducida de las geometrías planas de la columna vertebral en TBIDT-BT debido a las interacciones electrostáticas más débiles.
Conclusiones:
- La densidad de embalaje regular de la cadena lateral es crítica para la alta movilidad del portador de carga en semiconductores orgánicos, ya que el embalaje irregular puede crear sitios de atrapamiento.
- A pesar de una unidad de fusión plana más grande, TBIDT-BT exhibió un transporte de carga más pobre debido a la estabilización de la planaridad de la columna vertebral y la microestructura menos favorables.
- Estos hallazgos subrayan la importancia de considerar las interacciones intermoleculares y la regularidad en el diseño de polímeros semiconductores de alto rendimiento con espina dorsal fusionada extendida.
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