J-stacked squaraine染料の高性能有機薄膜トランジスタ
Marcel Gsänger1, Eva Kirchner, Matthias Stolte
1Institut für Organische Chemie and Center for Nanosystems Chemistry, Universität Würzburg , and ‡Experimentelle Physik VI, Universität Würzburg and Bavarian Center for Applied Energy Research (ZAE Bayern e.V.), Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany.
Journal of the American Chemical Society
|January 18, 2014
まとめ
私たちは有機薄膜トランジスタ (OTFT) のための新しいスクワライン染料を合成しました. 最適化された処理により,穴の移動性が記録され,高度な電子アプリケーションの構造に依存した性能が実証されました.
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:
- スクワライン染料は,電子機器のための有機半導体として有望である.
- 分子構造と薄膜形態の制御は,トランジスタ性能の最適化に不可欠です.
- 既存のスクワライン基の有機薄膜トランジスタ (OTFT) は,電荷キャリアの移動性に制限があります.
研究 の 目的:
- 異なるドナー部分とアルキル鎖の長さを持つ一連のスクワレイン染料を合成し,特徴づけること.
- 薄膜トランジスタ (TFT) の性能をこれらの新しいスクワライン染料を使用して製造および評価する.
- 分子構造,薄膜形態学,および電荷輸送特性との関係を調査する.
主な方法:
- ディシアノヴィニル受容体とベンザヌル化ヘテロサイクルの特有の二極四角素染料の合成.
- TFTの製造は,スピンコーティング,溶液切削,真空沉積によるものです.
- 光学スペクトロスコーピー,原子力顕微鏡 (AFM),X線微分法 (XRD) を用いて特徴づけました.
主要な成果:
- セレニウムスクワラインとドデシル置換剤 (Se-SQ-C12) を基にした溶液切断OTFTは,0.45cm(2) V(-1) s(-1) の穴移動性を達成しました.
- n-ブチル置換セレニウムスクワライン (Se-SQ-C4) の真空で沈着した薄膜は,記録的な穴の可動性1.3cm(2) V(-1) s(-1) を示した.
- 構造特性分析により,滑り込んだπ-スタッキングとCN···Se非共性結合が分子包装,薄膜形態学,および電荷輸送に影響することを明らかにした.
結論:
- スクワラインベースのTFTの性能は,分子設計と薄膜処理に非常に敏感です.
- 特定されたパッキングモチーフは,滑り込んだπスタッキングと特定の非共振相互作用を含む,高い電荷移動性を達成する鍵です.
- これらの発見は,次世代の高性能有機半導体の設計のための基礎を提供します.
