Article de méthode

Effet de courber sur les caractéristiques électriques des transistors à effet de champ à base de cristal flexible organique unique

DOI :

10.3791/54651

⸱

7 novembre 2016

 , 
1Institution of Chemistry, Academia Sinica, 2Department of Chemistry, National Central University

Dans cet article

Résumé

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Ce manuscrit décrit le processus de pliage d'un transistor organique unique à base de cristal à effet de champ pour maintenir un dispositif de fonctionnement pour la mesure de la propriété électronique. Les résultats suggèrent que les causes de flexion des changements dans l'espacement moléculaire dans le cristal et donc de la vitesse de saut de charge, ce qui est important dans l'électronique flexible.

Résumé

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Le transport de charges dans un semiconducteur organique dépend fortement de la compactation moléculaire dans le cristal, ce qui influence le couplage électronique énormément. Cependant, dans l'électronique mous, dans laquelle les semi-conducteurs organiques jouent un rôle essentiel, les dispositifs seront pliées ou pliées de manière répétée. L'effet de flexion sur l'emballage du cristal et donc le transport de charges est cruciale pour les performances de l'appareil. Dans ce manuscrit, nous décrivons le protocole à plier un seul cristal de 5,7,12,16-tétrachloro-6,13-diazapentacene (TCDAP) dans la configuration du transistor à effet de champ et d'obtenir des caractéristiques IV reproductibles lors d'une flexion du cristal. Les résultats montrent que la flexion d'un transistor à effet de champ préparé sur un des résultats flexibles de substrat dans les tendances opposées encore près réversibles dans la mobilité de charge, en fonction de la direction de flexion. Les augmentations de mobilité lorsque le dispositif est courbé vers le haut de grille / couche diélectrique (vers le haut, l'état de compression) et diminue quand êtrent vers le côté cristal / substrat (vers le bas, l'état de traction). L'effet de flexion courbure a également été observée, avec un plus grand changement de mobilité résultant de plus la courbure de flexion. Il est suggéré que les modifications de la distance intermoléculaire π-π lors d'une flexion de, influençant ainsi le couplage électronique et la capacité de transport du transporteur ultérieur.

Introduction

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Dispositifs électroniques souples, tels que les capteurs, les affichages et l' électronique portable, sont actuellement conçus et étudiés plus activement, et beaucoup ont même été lancés sur le marché au cours des dernières années 1,2,3,4. Matériaux semi - conducteurs organiques jouent un rôle important dans ces dispositifs électroniques en raison de leurs avantages inhérents, y compris le coût de développement faible, la capacité à préparer en solution ou à de basses températures et, en particulier, leur flexibilité par rapport aux semi - conducteurs inorganiques 5,6. Une attention particulière pour ces appareils électroniques est qu'il....

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Protocole

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1. Préparation de 12 TCDAP

  1. Synthétiser TCDAP en suivant les procédures de la littérature 13.
  2. Purifier le produit TCDAP par le procédé de sublimation gradient de température, les trois zones de température fixées à 340, 270, et 250 ° C respectivement sous une pression de vide de 10 -6 Torr 12,14.

2. Cultivez monocristaux de TCDAP Utilisation d' un transfert de vapeur physique (PVT) Système 14

  1. Mettre l'échantillon TCDAP à une extrémité d'un bateau (5 cm de long) et de charger le bateau dans un tube interne en verre (15 cm de long avec un....

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Résultats

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La seule analyse XRD cristal révèle que TCDAP est un système π étendu avec des molécules d' emballage le long de l'axe. Fig. 2 montre le motif de balayage par la poudre XRD pour un cristal de TCDAP. Une série de pics aigus sont observés, ce qui correspond seulement à la famille des (0, k, ℓ) plans, en comparant avec le diagramme de poudre de diffraction du cristal. Cela impliquerait que la structure cristalline est orienté comme indiqué sur la Fig. 3.

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Discussion

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Dans cette expérience, un certain nombre de paramètres influencent le succès de la mesure de la mobilité à effet de champ. Tout d'abord, le cristal unique devrait être assez grand pour être fabriqué dans un dispositif à effet de champ pour la mesure de la propriété. Le procédé de transfert physique en phase vapeur (PVT) est celle qui permet de plus grands cristaux à cultiver. En ajustant la température et le débit du gaz porteur d'écoulement, des cristaux de tailles allant jusqu'à un demi-centimètre peut êtr.......

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Déclarations de divulgation

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Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

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Ce travail a été soutenu par le ministère des Sciences et de la Technologie de Taïwan, République de Chine par le biais de la subvention n° 101-2113-M-001-006-MY3.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Graphite colloïdal (à base d’eau)TED PELLA,INCNO.16053
Graphite colloïdal (à base d’IPA)TED PELLA,INCNO.16051
[2.2]Paracyclophane, 99 %Alfa Aesar1633-22-3
polyéthylène téréphtalateUni-Onward
1,100 ° ; Fours tubulaires C (zone unique)Thermo ScientificTF55030A
Agilent 4156C Paramètre semi-conducteur de précisionKeysightHP4156
Mini-Mite

Références

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  1. Sekitani, T., Zschieschang, U., Klauk, H., Someya, T. Flexible Organic Transistors and Circuits with Extreme Bending Stability. Nat. Mater. 9, 1015-1022 (2010).
  2. Yang, Y., Ruan, G., Xiang, C., Wang, G., Tour, J. M. Flexible Three-Dimensional Nanoporous Metal-Based Energy Devices.....

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Mots-clés

Transistors organiques flexibleseffets de flexionmobilit des chargesempilement cristallinmonocristal de TCDAPcaract risation par effet de champflexion du substratcouplage lectroniquemobilit r versiblecourbure de flexion

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