Fabrication of functional organic semiconductor interfaces using charge-transfer materials and its application to realize high-performance organic field-effect transistors

使用电荷转移材料制备功能有机半导体界面及其在实现高性能有机场效应晶体管中的应用

基本信息

项目摘要

In this research project we undertook to develop interface engineering of organic field-effect transistors (FETs) by using charge-transfer (CT) materials. Within the research term, we successfully achieved high performance channel materials, applied inkjet printing into fabrication of organic metal electrodes, and developed methods for controlling film morphologies. Here we outline the following three topics;1) Tetrathiafulvalene-based high mobility channel materials: Development of molecular semiconductors with high carrier mobility is one of most important subjects in organic transistors. We found that HMTTF single crystal FETs exhibit high mobilities exceeding 10 cm2/Vs. To achieve this performance, we found it indispensable to optimize carrier injections at source/drain contacts by using organic metal electrodes using TTF-TCNQ.2) Inkjet printing of molecular conductor films: Important issue in organic electronics is to apply printing techniques for manufacturing thin-film devices. … More In order to apply organic metal electrodes into printing processes, we developed "double-shot inkjet printing", where inks of component donor and acceptor molecules are individually printed at the same position to form complexes just on the substrates. The method enables us to obtain patterned thin films of TTF-TCNQ showing electrical conductivity higher than 10 S/cm. We also found that pentacene thin film FETs using the inkjet printed TTF-TCNQ films as source/drain electrodes show fairly sharp on/off switching and low threshold gate voltage compared with devices composed of conventional gold electrodes.3) Interface engineering of molecular semiconductor films: We found that the films of DBTTF were grown to have huge grain size exceeding 0.02mm on top of fully trimethylsilyl-substituted SiO2 gate dielectric layers by using HMDS. We also found that the decrease of hydrophobic nature of substrate surfaces affords the decrease of the grain sizes, and that the film morphology is closely associated with the subthreshold properties of organic thin film FETs. Less
在该研究项目中,我们进行了使用电荷转移(CT)材料来开发有机野外晶体管(FET)的界面工程。在研究术语中,我们成功地实现了高性能通道材料,将喷墨印刷应用于有机金属电极的制造中,并开发了用于控制膜形态的方法。在这里,我们概述了以下三个主题; 1)基于四硫富谷的高迁移率通道材料:具有高载体迁移率的分子半导体的开发是有机晶体管中最重要的主题之一。我们发现HMTTF单晶FET表现出高于10 cm2/vs的高迁移率。为了实现这一性能,我们发现使用有机金属电极使用TTF-TCNQ进行优化在源/排水接触处的载体注射是必不可少的。2)分子导体膜的喷墨打印:有机电子中的重要问题是将打印技术应用于制造薄纤维式薄纸型。 …更多是为了将有机金属电子设备应用于打印过程,我们开发了“双射喷墨印刷”,其中组件供体和受体分子的墨水在同一位置单独打印以在基板上形成复合物。该方法使我们能够获得TTF-TCNQ的图案化薄膜,显示高于10 s/cm的电导率。我们还发现,使用喷墨印刷的TTF-TCNQ膜作为源/排水电极的五苯丙烯薄膜FET显示出相当锋利三甲基甲硅烷基二取代的SiO2门二世层使用HMDS。我们还发现,底物表面疏水性的降低可减少晶粒尺寸,并且膜形态与有机薄膜Fets的亚阈值特性密切相关。较少的

项目成果

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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    長谷川 達生;松井弘之;Tatsuo Hasegawa;Tatsuo Hasegawa
  • 通讯作者:
    Tatsuo Hasegawa
Molecular donor-acceptor compounds as prospective organic electronics materials
  • DOI:
    10.1143/jpsj.75.051016
  • 发表时间:
    2006-05-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Horiuchi, Sachio;Hasegawa, Tatsuo;Tokura, Yoshinori
  • 通讯作者:
    Tokura, Yoshinori
有機半導体装置の製造方法
有机半导体器件的制造方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Intersection of Molecular Conductors and Organic Transistors
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Horiuchi;T. Hasegawa;and Y. Tokura;S.Horiuchi et al.;Tatsuo Hasegawa;長谷川 達生;Tatsuo Hasegawa;長谷川 達生;Tatsuo Hasegawa;Tatsuo Hasegawa
  • 通讯作者:
    Tatsuo Hasegawa
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