高性能有机薄膜晶体管的J-堆叠的方形色素染料
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
概括
我们为有机薄膜晶体管 (OTFT) 合成了新的方形染料. 优化处理产生了创纪录的孔移动性,证明了先进电子应用的结构依赖性性能.
科学领域:
- 有机电子学有机电子学
- 材料科学是一种材料科学.
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 斯克瓦莱因染料是电子设备的有希望的有机半导体.
- 控制分子结构和薄膜形态对于优化晶体管性能至关重要.
- 现有的基于方块的有机薄膜晶体管 (OTFT) 在充电载体的移动性方面存在限制.
研究的目的:
- 合成和表征一系列带有不同供体部分和链长度的正方形染料.
- 制造和评估薄膜晶体管 (TFT) 的性能,使用这些新的正方形染料.
- 研究分子结构,薄膜形态和电荷传输特性之间的关系.
主要方法:
- 双极方二烯基染料的合成,其中包括二诺维尼尔受体和纳化异环.
- 通过旋转涂层,溶液剪切和真空沉积来制造TFT.
- 使用光学光谱学,原子力显微镜 (AFM) 和X射线衍射 (XRD) 进行表征.
主要成果:
- 基于二甲基替代剂 (Se-SQ-C12) 的二甲基的溶液剪切OTFT实现了0.45cm(2) V(-1) s(-1) 的孔流动性.
- 在真空中沉积的n-丁基替代二 (Se-SQ-C4) 薄膜显示出1.3cm(2) V(-1) s(-1) 的记录孔流动性.
- 结构性质分析显示,滑落的π堆叠和CN···Se非共价键影响分子包装,薄膜形态和电荷传输.
结论:
- 基于正方体的TFT的性能对分子设计和薄膜处理非常敏感.
- 确定了包装模式,包括滑 π 堆叠和特定的非共价相互作用,是实现高电荷流动性的关键.
- 这些发现为设计下一代高性能有机半导体提供了基础.
