Effetto di piegare sulle caratteristiche elettriche di transistor ad effetto di campo basati su cristallo Flexible Organic singolo

L'obiettivo generale di questo lavoro è dimostrare come la flessione di un substrato piatto influenzerà le proprietà di un transistor ad effetto di campo, che viene preparato sul substrato. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nei dispositivi elettronici flessibili. Compreso il modo in cui la piegatura di un substrato influenzerà le prestazioni di un dispositivo che utilizza transistor organici.

Il vantaggio principale di questa tecnica, è per quell'ampio dato quantitativo, in varie direzioni di curvatura. E prove sulle disposizioni di impacchettamento in un cristallo organico. Preparare l'esempio TCDAP come descritto nel protocollo di testo.

Metti il campione a un'estremità di una barca e carica la barca in una camera d'aria di vetro. Caricare la camera d'aria in un tubo di vetro più lungo e spingerla a circa 17 centimetri dall'apertura. Quindi, caricare il lungo tubo di vetro in un tubo di rame fissato orizzontalmente su una griglia.

Assicurati che la barca del TCDAP si trovi al centro dell'area di riscaldamento, definita da una fascia riscaldante attorno al tubo di rame. Spurgare il sistema PBT con gas elio a una portata di 30 centimetri cubi al minuto. Quindi, accendi il trasformatore per riscaldare la banda di riscaldamento a 310 gradi Celsius.

Mantenere a questa temperatura per due giorni. Dopo aver raffreddato il sistema a temperatura ambiente, raccogliere i cristalli dalla camera d'aria. Applicare del nastro biadesivo su un substrato di polietilene tereftalato trasparente o PET pre-pulito e pretagliato di 200 micron di spessore.

Esamina i cristalli con uno stereomicroscopio. Seleziona cristalli lucenti di buona qualità, con una dimensione di circa 5 millimetri per 0,03 millimetri per la fabbricazione del dispositivo. Posiziona un ago come il cristallo TCDAP parallelo alla lunghezza del substrato in PET sul nastro biadesivo e fissalo saldamente.

Sotto uno stereomicroscopio, applicare la grafite colloidale a base acquosa attraverso un ago da siringa da microlitro, in una linea che si estende dalle due estremità del cristallo, fungendo da sorgente e drenaggio. Attendere circa 30 minuti affinché la grafite colloidale si asciughi e misurare la distanza tra le due macchie di grafite al microscopio ottico, per determinare l'esatto collegamento del canale. Utilizzare nastro conduttivo in carbonio per fissare il substrato in PET su un vetrino microscopico.

Posizionare il vetrino vicino all'estremità del tubo di paralisi della camera di deposizione. Pesare cinque grammi del precursore dell'isolante dielettrico, Paracyclophane, e posizionarlo vicino all'ingresso del tubo di paralisi. Pompare il sistema a un vuoto di 10 fino a meno 2 torr.

Preriscaldare la zona di paralisi vicino al centro del tubo a una temperatura preimpostata di 700 gradi Celsius e mantenerla a questa temperatura. Riscaldare il campione di Paracylophane a 150 gradi Celsius. I vapori del precursore, passeranno attraverso la zona di paralisi, per dare i monomeri.

Che si condenserà vicino all'estremità del tubo di paralisi e polimerizzerà per formare un rivestimento polimerico. Dopo che la reazione di polimerizzazione della paralisi continua per due ore, raffreddare il sistema ed estrarre i campioni dalla provetta per paralisi. Determinare lo spessore dello strato dielettrico polimerico depositato, misurando l'altezza del gradino dello strato di polimero sul substrato utilizzando un profilometro secondo le istruzioni del produttore.

Applicare la grafite colloidale a base di isopropanolo attraverso un ago da siringa da microlitro, per formare una linea sul retro dello strato dielettrico, sopra il cristallo, che funge da elettrodo di gate. Utilizzare il bisturi per praticare un foro attraverso la pellicola dielettrica polimerica, sopra l'area dell'elettrodo di drenaggio della sorgente per esporre gli elettrodi sottostanti per il collegamento. Con l'aiuto di un supporto in pinze, portare le sonde degli elettrodi dall'analizzatore di parametri a contatto con gli elettrodi della saracinesca di scarico della sorgente.

Registrare le caratteristiche IV a diversi potenziali di gate secondo le istruzioni del produttore. Per misurare le proprietà allo stato di orpelli, avvolgere il lato posteriore del substrato flessibile in PET attorno a cilindri di diversi raggi e fissare il substrato in PET sul cilindro su quattro lati con nastro sottovuoto. Collegare le sonde, quindi la sorgente drena gli elettrodi del gate e misurare le caratteristiche IV a diversi potenziali di gate, come prima.

Per misurare nello stato di compressione, avvolgere metà del lato anteriore del substrato in PET attorno all'estremità di un cilindro, in modo che gli elettrodi della saracinesca di scarico della sorgente del cristallo siano rivolti verso il cilindro e siano ancora esposti. Fissare il substrato in PET sul cilindro con nastro aspirante. Infine, collegare le sonde agli elettrodi del gate di drain della sorgente e misurare le caratteristiche IV a diversi potenziali di gate come prima.

Viene mostrato il transistor ad effetto di campo a cristallo singolo a contatto superiore preparato su un substrato flessibile. Oltre agli schemi schematici dell'esperimento di flessione. Viene mostrato lo stato di flessione verso l'alto, o compressione, così come lo stato di flessione verso il basso, o orpello.

Di seguito è mostrata una sovrapposizione delle caratteristiche di trasferimento del dispositivo a transistor a effetto di campo basato su cristallo singolo TCDAP nello stato di flessione verso il basso. Viene inoltre mostrata una sovrapposizione delle caratteristiche di trasferimento del dispositivo a transistor a effetto di campo basato su cristallo singolo TCDAP nello stato di flessione verso l'alto. Questi grafici mostrano la mobilità misurata in funzione del raggio di curvatura per i dispositivi TCDAP a cristallo singolo, per la flessione verso il basso e per la flessione verso l'alto.

La mobilità ad effetto di campo del dispositivo a cristallo singolo variava nella direzione opposta, a seconda della direzione di curvatura. Il che può essere dovuto a cambiamenti nella disposizione dell'impacchettamento delle molecole nel cristallo. Questo esperimento è progettato per comprendere le proprietà del dispositivo dei transistor organici, dopo la flessione del substrato del dispositivo.

Questo esperimento ha utilizzato singoli cristalli di conduttore organico come materiale canale. Per eliminare le complicanze metodiche. La scelta di un singolo cristallo della giusta dimensione, e qualità, è importante.

L'utilizzo del nastro biadesivo è fondamentale per mantenere un contatto costante tra il cristallo organico e lo strato dielettrico, in modo da ottenere un risultato riproducibile. Quando si piega l'estremità del dispositivo verso l'alto per raggiungere lo stato di compressione avvolgendo il cilindro, il dispositivo viene avvolto all'estremità del cilindro, in modo che metà del dispositivo sia esposta all'aria. Ciò ha permesso se il parametro e di essere a contatto con gli elettrodi.

Ciò suggerisce che, in stato compressivo, la mobilità aumenta, tanto più con una curvatura di flessione più elevata. Mentre nello stato di orpelli, la mobilità diminuisce, e diminuisce anche di più, con una maggiore curvatura di flessione. Al posto della correlazione tra la coppettazione elettronica e la mobilità, i risultati sono razionalizzati per essere dovuti alle variazioni della distanza tra le molecole in un cristallo, dopo la flessione.

Questo metodo consente di misurare le correnti sia nello stato di tinsel che negli stati di compressione. Che è più rappresentativo della situazione reale. E questo metodo consente anche di misurare una varietà di proprietà elettriche direttamente su un substrato flessibile.