有机晶体管中的类能带电子输运及其分子结构对性能优化的启示
材料科学
2012-02-10 v1
摘要
基于 p 沟道分子半导体的单晶有机场效应晶体管 (OFETs) 已实现了突破性的载流子迁移率，并观察到了类能带输运。这些结果代表了我们要追求终极 OFET 性能的极限。然而，尚未报道 n 沟道 OFETs 的类能带输运，且对于 p 沟道晶体管，尚不清楚为何仅在某些分子材料中发生此类输运。在此，我们报道了基于 PDIF-CN2 单晶的 n 沟道 OFETs 中的类能带电子输运。我们比较了具有不同栅极介电层（真空、Cytop、PMMA）的器件，发现介电常数较大的器件性能受到抑制。这种现象与 p 沟道 OFETs 中观察到的空穴现象平行，但抑制幅度较小，这一效应可以通过半导体分子结构和晶体堆积来合理化。对我们发现以及不同高质量 p 沟道晶体管结果的定量分析表明，半导体分子极化率与晶体中电荷传输层结构之间的相互作用是实现类能带输运的关键因素。基于这些考虑，我们提出了前所未有的结构 - 性能关系，可用于高迁移率有机晶体管的性能优化。
引用
@article{arxiv.1201.5027,
title = {Band-Like Electron Transport in Organic Transistors and Implication of the Molecular Structure for Performance Optimization},
author = {Nikolas A. Minder and Shimpei Ono and Zhihua Chen and Antonio Facchetti and Alberto F. Morpurgo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1201.5027},
year = {2012}
}
备注
27 pages, includes supplementary information