Organisk elektronik: skala försiktigt | npg asia material

Organisk elektronik: skala försiktigt | npg asia material

Anonim

ämnen

  • halvledare

Klyvning av organiska kristaller med tejp visar att laddningsbärarnas rörlighet dramatiskt ökar under en kritisk tjocklek.

Grafenark bortgick upptäckt under många år tills den relativt nyligen upptäckten av en avgjort lågteknologisk metod för att isolera dem. Genom att fixera flingor av grafit mellan två bitar av tejp och sedan dra skikten isär, kunde forskare dela upp grafiten i tunnare och tunnare skikt, vilket så småningom gav ett isolerat ark atomiskt tjock grafen. Nu har ett team under ledning av Xiaodong Chen och Christian Kloc från Nanyang Technological University i Singapore funnit att denna klibbiga exfolieringsteknik kan hjälpa till att främja det växande fältet för organisk elektronik. 1

Byte av kiselbaserade fälteffekttransistorer (FET) med organiska halvledare skulle göra det möjligt för tillverkare att undanröja svåra, dyra renrumsprocedurer till förmån för rullning till rullning på billiga, flexibla underlag. Emellertid konstrueras nuvarande organiska baserade anordningar genom att deponera tunna filmer av organiska material, som är benägna att defekter och dislokationer som hindrar laddningsbärarens rörlighet och hindrar enhetens prestanda. Rena, enda organiska halvledarkristaller kan å andra sidan ge högre prestanda och större rörlighet än tunna filmer, men är svåra att tillverka konsekvent.

Eftersom tjockleken på organiska kristaller har framkommit som en primär faktor som påverkar laddningsrörlighet i sådana organiska halvledarkristaller, utsåg Chen, Kloc och deras medarbetare att göra kristaller av de organiska halvledarna F 16 CuPc och pentacen så tunna som möjligt med limet tejpmetod. De skiktade strukturerna i dessa kristaller gör dem "perfekta för delning", enligt Kloc. Teamets organiska kristallklyvningsteknik gav stora, flexibla kristaller av några monolag till några mikrometer i tjocklek (se bild).

Fig. 1: En atomkraftsmikroskopibild av en F 16 CuPc-kristall som exfolieras mekaniskt till ett extremt tunt ark med användning av tejp

Experiment med de exfolierade organiska kristallbaserade FET: erna visade att kristalltjocklekar under några hundra nanometer väsentligt ökade laddningsbärarens rörlighet, i vissa fall med två storleksordningar. Kloc konstaterar att vid dessa dimensioner närmar sig den uppmätta rörligheten sitt verkliga intrinsiska värde istället för ett extrinsiskt värde som domineras av processförhållanden - ett fynd som bör främja utvecklingen av enheter som organiska solceller.

Teamet förväntar sig att tunnning av kristallerna ännu längre till atomnivåer kan ge resultat som är ännu mer förvånande. "Den här tekniken kan överbrygga fälten för organisk mikroelektronik och molekylelektronik, " säger Kloc.

Författare

Denna forskningshöjdpunkt har godkänts av författaren till den ursprungliga artikeln och alla empiriska data som finns i har tillhandahållits av nämnda författare.