設計上,ポリマーフィールド効果トランジスタの超高移動性.
Hoi Nok Tsao1, Don M Cho, Insun Park
1Max Planck Institute for Polymer Research, Mainz, Germany.
Journal of the American Chemical Society
|February 5, 2011
まとめ
ドナー-受容体共ポリマーの高分子量は,フィールド効果トランジスタ (FET) の穴の移動性を大幅に高めます. この研究は,超高電荷キャリア性能を持つ先進的な有機半導体のためのポリマー設計を調査しています.
科学分野:
- オーガニック・エレクトロニクス
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 半導体物理学の物理
背景:
- ドナー-受容体共ポリマーは,有機電子工学にとって極めて重要です.
- ポリマー設計の最適化は,フィールド効果トランジスタ (FET) で高電荷キャリアの移動性を達成する鍵です.
- 構造と性質の関係を理解することは,先進的な有機半導体の開発に不可欠です.
研究 の 目的:
- 分子量,アルキル置換剤,およびドナー-受容体の相互作用が,サイクロペンタディチオフェン-ベンゾチアディアゾール (CDT-BTZ) 共ポリマーの性能に及ぼす影響を調査する.
- ポリマーの設計パラメータを薄膜形態学,結晶性,電荷輸送特性と相関させる.
- 超高孔移動性を有する有機半導体の設計原理を確立する.
主な方法:
- 異なる分子量を持つCDT-BTZ共ポリマーの合成と特徴付け.
- フィールドエフェクトトランジスタ (FET) の製造と電気的特徴.
- 薄膜形態学と結晶性の分析は,X線 difraksionなどの技術を用いて行われます.
- 固体核磁気共鳴 (NMR) スペクトロスコピーは,分子間相互作用を調査する.
主要な成果:
- CDT-BTZベースのFETの穴の動きは,分子量に大きく依存する3.3cm(2) V(-1) s(-1まで達しました.
- 分子重量の増加は,薄膜形態の有意な変化なしに結晶性の改善につながった.
- ドナー-受容体相互作用とアルキル置換剤は,分子間堆積と電荷輸送に影響を与える重要な要因として特定されました.
結論:
- 分子重量は,CDT-BTZ共ポリマーの超高孔移動性を達成するための主要な決定要因です.
- 高分子量による結晶性の強化は,電荷輸送の改善に不可欠です.
- この発見は,3cm(2) V(-1) s(-1) を超えるモビリティをターゲットとする将来の有機半導体のための貴重なポリマー設計ガイドラインを提供します.
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