Effect van Buigen op de elektrische eigenschappen van flexibele organische Single Crystal-gebaseerde field-effect transistors

Het algemene doel van dit werk is om aan te tonen hoe het buigen van een vlak substraat de eigenschappen van een veldeffecttransistor, die op het substraat is voorbereid, zal beïnvloeden. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van sleutelvraagstukken in flexibele elektronische apparaten. Onder andere, hoe het buigen van een substraat de prestaties zal beïnvloeden van een apparaat dat organische transistoren gebruikt.

Het belangrijkste voordeel van deze techniek is de ruime kwantitatieve gegevens, in verschillende buigrichtingen. En bewijs over de pakkingsaanpassingen in een organische kristal. Bereid de TCDAP-monsters voor zoals beschreven in het tekstprotocol.

Plaats het monster aan het ene uiteinde van een boot, en laad de boot in een glazen binnenbuis. Laad de binnenbuis in een langere glazen buis, en duw deze ongeveer 17 centimeter vanaf de opening. Laad vervolgens de lange glazen buis in een koperen buis die horizontaal op een rek is bevestigd.

Zorg ervoor dat de boot van TCDAP zich in het midden van het verwarmingsgebied bevindt, gedefinieerd door een verwarmingsband rond de koperen buis. Spuit het PBT-systeem schoon met heliumgas met een stroomsnelheid van 30 kubieke centimeter per minuut. Schakel vervolgens de transformator in om de verwarmingsband op te warmen tot 310 graden Celsius.

Houd deze temperatuur gedurende twee dagen vast. Nadat het systeem is afgekoeld tot kamertemperatuur, verzamel de kristallen uit de binnenbuis. Plaats dubbelzijdig plakband op een vooraf gereinigde en vooraf gesneden 200 micron dikke transparante polyethyleen tereftalaat of PET-substraat.

Bekijk de kristallen onder een stereomicroscoop. Selecteer goede kwaliteit, glimmende kristallen, met de afmetingen van ongeveer 5 millimeter bij 0,03 millimeter voor apparaatherkenning. Plaats een naaldvormig TCDAP-kristal parallel met de lengte van het PET-substraat op het dubbelzijdige plakband en bevestig het stevig.

Breng onder een stereomicroscoop watergebaseerde colloïdale grafiet aan door middel van een microliter spuitnaald, in een lijn die zich uitstrekt vanaf de twee uiteinden van het kristal, fungerend als de bron en de afvoer. Wacht ongeveer 30 minuten totdat de colloïdale grafiet is opgedroogd en meet de afstand tussen de twee grafietvlekken onder een optische microscoop om de exacte kanaalling te bepalen. Gebruik koolstofgeleidend plakband om het PET-substraat op een microscoopglaasje te bevestigen.

Plaats het glaasje dicht bij het uiteinde van de verlammingsbuis van de depositiekamer. Weeg nul punt vijf gram van de voorloper van de diëlektrische isolator, Paracyclophaan, en plaats deze nabij de inlaat van de verlammingsbuis. Spuit het systeem leeg tot een vacuüm van 10 tot min 2 torr.

Verwarm de verlammingszone dicht bij het midden van de buis voor tot een vooraf ingestelde temperatuur van 700 graden Celsius en houd deze temperatuur vast. Verwarm het Paracylophaan-monster tot 150 graden Celsius. De dampen van de voorloper gaan door de verlammingszone om de monomeren te geven.

Die zullen condenseren dicht bij het uiteinde van de verlammingsbuis en polymeriseren tot een polymeercoating. Nadat de verlammingspolymeerreactie twee uur heeft geduurd, koel het systeem af en haal de monsters uit de verlammingsbuis. Bepaal de dikte van de afgezet diëlektrische polymeerlaag door de staphoogte van de polymeerlaag op het substraat te meten met behulp van een profielmeter volgens de instructies van de fabrikant.

Breng de isopropanolgebaseerde colloïdale grafiet aan door middel van een microliter spuitnaald om een lijn op de achterkant van de diëlektrische laag te vormen, boven het kristal, om als poortelektrode te dienen. Gebruik het scalpel om een gat in de polymere diëlektrische film te snijden, boven het bron-afvoerelektrodegebied om de elektroden eronder bloot te leggen voor verbinding. Met behulp van een standaard in klemmen, brengt u de elektrodesondes van de parameteranalysator in contact met de bron-afvoer-poortelektroden.

Neem de IV-karakteristieken op bij verschillende poortpotentiaal volgens de instructies van de fabrikant. Om de eigenschappen in de tinseltoestand te meten, wikkel de achterkant van het flexibele PET-substraat rond cilinders met verschillende straal en bevestig het PET-substraat aan de cilinder aan vier zijden met vacuümtape. Verbind de sondes zodat de bron-afvoer-poortelektroden en meet de IV-karakteristieken bij verschillende poortpotentiaal, zoals eerder.

Om in de comprimerende toestand te meten, wikkel de helft van de voorkant van het PET-substraat rond het uiteinde van een cilinder, zodat de bron-afvoer-poortelektroden van het kristal naar de cilinder zijn gericht, maar nog steeds blootliggen. Bevestig het PET-substraat op de cilinder met vacuümtape. Verbind tenslotte de sondes met de bron-afvoer-poortelektroden en meet de IV-karakteristieken bij verschillende poortpotentiaal zoals eerder.

De bovencontactenkelkristalveldeffecttransistor, voorbereid op een flexibel substraat, wordt getoond. Naast de schematische diagrammen van het buigexperiment. De opwaartse buiging, of comprimerende toestand, wordt evenals de neerwaartse buiging, of tinseltoestand, getoond.

Een overlay van de overdrachtskarakteristieken van het TCDAP Enkelkristal Gebaseerde Veldeffect Transistorapparaat in de neerwaartse buigingstoestand, wordt hier getoond. Een overlay van de overdrachtskarakteristieken van het TCDAP Enkelkristal Gebaseerde Veldeffect Transistorapparaat in de opwaartse buigingstoestand wordt ook getoond. Deze grafieken tonen de gemeten mobiliteit als functie van de buigradius voor de TCDAP Enkelkristal Gebaseerde apparaten, voor neerwaartse buiging en voor opwaartse buiging.

De veldeffectmobiliteit van het Enkelkristal Apparaat varieerde in de tegenovergestelde richting, afhankelijk van de buigrichting. Dit kan te wijten zijn aan veranderingen in de pakkingsaanpassing van de moleculen in het kristal. Dit experiment is ontworpen om de apparaateigenschappen van organische transistoren te begrijpen, bij