高性能有機トランジスタのための単層グラフェン上にペンタセンの表面向け分子組成

科学分野:

• 材料科学 材料科学とは
• オーガニック・エレクトロニクス
• 表面科学とは,地表科学である.

背景:

• グラフェンは,有機電子機器の理想的な電極材料です.
• 製造プロセスは,しばしばグラフェン表面にポリマー残基を残します.
• これらの残留物の有機半導体生長に対する影響は,ほとんど不明である.

研究 の 目的:

• グラフェン表面のポリマー残留物の有機半導体成長への影響を調査する.
• これらの残留物が有機フィールド効果トランジスタ (OFET) の分子組立と性能にどのように影響するかを理解する.

主な方法:

• ポリマー残留物を含むまたは含まない単層グラフェン電極を用いたペンタセンのフィールド効果トランジスタ (FET) の製造.
• ペンタセンの成長方向とグラフェンの表面上の分子組成の分析.
• 製造されたOFETにおけるフィールド効果の移動性の測定.

主要な成果:

• グラフェン上のポリマー残留物は,ペンタセンの"立ち上がる"方向性を誘発し,電荷輸送のための分子組立を最適化します.
• グラフェン電極にポリマー残留があるペンタセンのFETは,高フィールド効果で1.2cm2/Vsのモビリティを達成しました.
• 残留物のないクリーンなグラフェン表面は,ペンタセンの"横たわる"構造を促進し,π-π相互作用により電荷輸送を妨げました.

結論:

• グラフェン電極のポリマー残留は,ペンタセンのOFETにおける電荷輸送の強化に重要な役割を果たしています.
• ポリマー残留物の"外部的"効果は,グラフェンの内在的性質に加えて,観測された高フィールド効果の移動性を引き起こしています.
• 残留物による表面変更は,有機半導体の成長とデバイスの性能を最適化するために活用することができます.