ゲート介電化学構造-有機場効果-トランジスタ性能の相関は,電子,穴,およびアンビポラー有機半導体のための電子,穴,およびアンビポラー有機半導体
Myung-Han Yoon1, Choongik Kim, Antonio Facchetti
1Department of Chemistry and the Materials Research Center, Northwestern University 2145 Sheridan Road, Evanston, IL 60208, USA.
Journal of the American Chemical Society
|September 28, 2006
まとめ
オーガニック・フィールド・エフェクト・トランジスタ (OFET) の性能を調査したこの研究では,介電面化学が空気感受性n型半導体に大きく影響することを明らかにしました. 非極性ポリスティレンのコーティングは,半導体-ダイエレクトリック界面での電子のトラップを最小限に抑えることで,移動性を高めます.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- オーガニック・エレクトロニクス
- 半導体物理学 半導体物理学
背景:
- オーガニック・フィールド・エフェクト・トランジスタ (OFET) は,柔軟な電子機器にとって極めて重要です.
- 半導体-ダイエレクトリックインタフェースの化学は,OFETの性能に大きな影響を与えます.
- これらのインターフェイス効果を理解することは,デバイスの特徴を最適化するための鍵です.
研究 の 目的:
- 半導体-ダイエレクトリック界面化学がOFETの性能に与える影響を調査するための一般的なアプローチを開発する.
- 二重層ゲートダイエレクトリックが有機半導体における電荷輸送にどのように影響するかを調査する.
- インターフェースの特性に基づいて,OFETのモビリティの変動の起源を特定する.
主な方法:
- 6つの異なる二重層の介電構造 (SiO{2}/Si上のポリマー/HMDS) を使用してOFETの製造.
- 原子力顕微鏡 (AFM),スキャニング電子顕微鏡 (SEM),および広角X線 difraktion (WAXRD) を使用して有機半導体フィルムの特徴付け.
- モビリティなどの性能パラメータを決定するために製造されたトランジスタの電気的特徴付け.
主要な成果:
- 介電面の改変により,空気感受性の高いn型半導体の性能が大きく変化し,空気安定性の高いn型およびp型半導体の性能はほとんど変化しなかった.
- SiO (SiO) 上の非極性ポリシュチレンコーティングは,空気感受性の高いn型半導体の移動性を ~2cm (~2cm) /Vs (~Vs) まで高めました.
- インターフェースにおけるシラノールとカルボニルの機能性による電子トラッピングは,n型半導体における移動感受性の主要な原因として特定されました.
結論:
- ビライヤー・ゲート・ダイエレクトリックは,インターフェースの化学を制御することによって,OFETのパフォーマンスをチューニングするための汎用性のあるプラットフォームを提供します.
- 適切な介電面改変を通じて電子のトラッピングを最小限に抑えることは,空気感受性n型有機半導体の移動性を高めるために非常に重要です.
- チオフェンベースのn型半導体は,TFT性能と半導体-ダイエレクトリックインターフェース特性との関係を研究するための効果的な探査機として機能します.
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