Fabrication and characterization of new generation organic field effect transistors

Abstract

Bu çalışma, çözelti tabanlı polimer kompozit dielektriklere sahip organik alan etkili transistörlerde yük taşıyıcılarının enjeksiyon ve iletim mekanizmalarının anlaşılması ve karakterizasyonundaki bulgularımızı özetlemektedir. Bu çalışmanın amaçlarından biri daha iyi mekanik ve elektriksel özellikler elde etmek için dielektrik kompozitlerin hazırlanmasıdır. Dielektrik polimer matrisleri içine dağılmış inorganik dolgu maddelerine dayanan kompozit malzemeler geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Bu amaçla, Ta2O5, Al203 gibi inorganik dolgular içeren dielektrik kompozitler hazırlanmıştır. Farklı kompozisyonlardaki Ta2O5: PMMA, Al2O3: PVA, Ta2O5: Gel PMMA kompozitleri, yüksek dielektrik sabitli (?) inorganik dielektriklerin (Ta2O5, Al2O3) organik dielektrik çözeltiler içinde dağılmasıyla hazırlanmıştır. Onların elektriksel ve optik özellikleri araştırılmıştır. Bu çalışmanın bir diğer amacı, dielektrik tabakanın kompozit malzeme olduğu OFET' lerin üretimi ve karakterizasyonudur. Bunu yaparken, kompozit dielektrik tabaka spin kaplama tekniği kullanılarak yarıiletken tabaka üzerine kaplanmıştır. P3HT:PCBM, CuPc yarıiletken tabaka olarak kullanılmıştır. Ta2O5:PMMA dielektrik tabakası ile yapılan OFET' ler, ambipolar özellikleri göstermiştir. Bu davranış, yüksek dielektrik sabitine sahip metal oksit partiküllerinin varlığından ve polimer matrisi ile dolgu maddesi arasındaki Maxwell-Wagner (Arayüzey) polarizasyonu nedeniyle olduğu açıklanmıştır.

This work outlines our findings in understanding and characterizing the injection and transport mechanisms of charge carriers in solution processed polymer composite dielectrics organic field effect transistors. One of the aim of this study is to prepare dielectric composites to obtain better mechanical and electrical properties. Composite materials based on inorganic fillers dispersed within insulating polymer matrix have wide range of application. For this purpose, dielectric composites with inorganic fillers like Ta2O5, Al2O3, were prepared. Ta2O5: PMMA, Al2O3: PVA, Ta2O5: Gel PMMA composites at different compositions were prepared by dispersing inorganic high- ? dielectrics (Ta2O5, Al2O3) in organic dielectric solution material. Their electrical and optical properties were investigated. Another aim of this study is to fabricate and characterize OFETs which have composite material as dielectric layers. While doing this, composite dielectric layer was deposited on semiconductor layer using spin coating technique. P3HT:PCBM, CuPc were used as semiconductor layer. OFETs with Ta2O5:PMMA dielectric layer, show ambipolar properties. This behavior is explained due to the presence of high permittivity metal oxide particles and the interfacial Maxwell-Wagner polarization with the polymer matrix and filler.