Elektrische und optische Transportmessungen an einkristallinen organischen Feldeffekt-Transistoren release_zkkg3wfkfvcvjazhogenkcqqtu

by Matthias Fischer, Universität Stuttgart, Universität Stuttgart

Published by Universität Stuttgart.

2007  

Abstract

In dieser Arbeit wird der Ladungstransport in organischen Halbleitern untersucht. Es gelang mit Infrarotspektroskopie quasi-freie Ladungsträger bei Raumtemperatur nachzuweisen und Werte für die effektive Masse sowie die mittlere freie Weglänge der Ladungsträger zu bestimmen. Als Proben dienten plattenförmige Einkristalle aus Tetracen (2,3-Benzanthracen) und Rubren (5,6,11,12-Tetraphenylnaphthacen), die in einem Rohrofen im Wasserstoffstrom gezogen wurden. Auf den Kristallen wurden organische Feldeffekt-Transistoren (OFET) präpariert, mit Drain- und Source-Elektroden aus Leitsilber, dem Gate-Isolator aus Poly-para-Xylylen (PPX) und der Gate-Elektrode aus aufgedampften Gold oder Nickel-Chrom. Aus der Messung raumladungsbegrenzter Ströme (space charge limited currents, SCLC) in der (ab)-Ebene an der Oberfläche der Kristalle wurde in Tetracen ein diskretes Fallenniveau für Löcher mit einer Fallentiefe von etwa 340 meV und einer mittleren Flächen-Fallendichte von 4*10^10 cm^-2 nachgewiesen. Einkristalle aus Rubren zeigen ein Fallenniveau mit der Fallentiefe 380 meV und einer Flächen-Fallendichte um 2*10^9 cm^-2. Die untere Grenze für die Löcherbeweglichkeit bei Raumtemperatur in der (ab)-Ebene aus den Feldeffektmessungen in Zweipunktgeometrie liegt in Tetracen bei 0,8 cm^2/Vs und in Rubren bei 6 cm^2/Vs. Mit Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie wurden differentielle Transmissionsspektren durch Rubren-OFETs im Frequenzbereich von 100 cm^-1 bis 6000 cm^-1 aufgenommen. Diese Infrarot-Spektren der angesammelten Ladungsträger in einem Rubren-OFET zeigen neben einer Drude-Anregung, zwei breite Maxima (bei 2190 cm^-1 und 2940 cm^-1) sowie viele schmale Maxima von den eines um 475 cm^-1 in der Intensität heraussticht. Die breiten Maxima lassen sich dem Fallenniveau aus den SCLC-Messungen und einem von Mitrofanov et al. (PRL 97, p. 166601, 2006) beschriebenen Niveau zuordnen. Die schmalen Maxima können auf Vibrationsmoden in Molekülen zurückgeführt werden. Das Maximum um 475 cm^-1 wird möglicherweise durch eine Anregung au [...]
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Type  article
Stage   published
Date   2007-07-20
Language   de ?
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Revision: 3135dbf8-18d2-4493-b87f-f4069731e090
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