Organiniai tranzistoriai: gryno oro įkvėpimas | NPP Azijos medžiagos

Organiniai tranzistoriai: gryno oro įkvėpimas | NPP Azijos medžiagos

Anonim

Organiniai pikelio tranzistoriai veikiant deguoniui pagerina jų mobilumą.

Pentacenas turi pelnytą ekologinės elektronikos reputaciją. Jis ne tik turi bendrų organinių medžiagų pranašumų, susijusių su žemu temperatūros ir pigiu apdorojimu, lengvu svoriu ir mechaniniu lankstumu, bet ir iš jo pagaminti lauko efekto tranzistoriai demonstruoja didelę įkrovos nešiklio mobilumą - apie 1 cm2 / Vs, o tai yra didesnis nei konkuruojančio amorfinio silicio. Tačiau pagrindinis pentaceno trūkumas yra jo ypatingas jautrumas orui; jis greitai blogėja ir sukelia tranzistoriaus veikimo problemų.

Hideki Okamoto ir Yoshihiro Kubozono iš Okajama universiteto ir kolegos 1 rado alternatyvią medžiagą - pikeną -, kuri iš tikrųjų pasižymi geresnėmis savybėmis dirbant ore. Jų pikeno tranzistoriai turėjo daugiau nei 1 cm 2 / V mobilumą, taip pat turėjo daug privalumų, susijusių su pentaceno prietaisais. Be to, priešingai nei pentacenas, pikeno įtaisų mobilumas padidėjo, kai jie buvo veikiami deguonies dėl visiškai skirtingo krūvio pernešimo mechanizmo.

Pikelio molekulės primena pentaceno molekules tuo, kad jos abi turi penkis sujungtus benzeno žiedus. Žiedai sukonfigūruoti skirtingai, tačiau abu turi išplėstą delokalizuotą π-laidumo sistemą (1 pav.).

Image

1 pav. Pentaceno (viršuje) ir pikeno (apačioje) molekulinės struktūros.

Tyrėjai panaudojo nusodinimą žemoje temperatūroje, kad pagamintų pikeno tranzistorius. Prieš atlikdami matavimus, prietaisai ilgiau nei 30 minučių veikė orą, pernešdami į bandymo indą, o tada atliko bandymus vakuume. Net ir po oro sąlyčio, prietaisų mobilumas buvo žadamas nuo 0, 11 iki 0, 27 cm 2 / Vs.

Tolesniuose tyrimuose tyrėjai išmatuojo prietaisų įkrovos nešiklio mobilumą esant 300 K vakuume. Jie nustatė, kad kuo ilgiau prietaisai buvo vakuuminiai, tuo mažesnė buvo mobilumas, prisotinantis po 480 valandų maždaug dešimtadaliu pradinio mobilumo. Jei prietaisai tik vieną valandą praleidžia orą, mobilumas padidėjo dešimt kartų.

Didžiausias visų šių prietaisų mobilumas buvo 1, 75 cm 2 / Vs prietaisams, kurie 70 valandų buvo veikiami gryno deguonies, ir tai rodo, kad deguonies dopingas buvo mechanizmas, atsakingas už pastebėtą pagerėjimą.

„Kubozono“ labai tikisi pritaikyti jų tranzistorius. „Mes numatome dujų jutiklio sistemas, nes pikeno tranzistorių savybės drastiškai kinta veikiant orą. Taip pat galima tikėtis aukšto lauko mobilumo tranzistorių “, - sako jis.

Pažymėtina, kad mobilumas jau pasiekia naujas aukštumas, „šiuo metu mes galime pasiekti daugiau nei 3 cm 2 / Vs“, - sako Kubozono.

Autoriai

Šį tyrimo akcentą patvirtino originalaus straipsnio autorius, o visus empirinius duomenis pateikė pats autorius.