INVESTIGATION OF DIELECTRIC LAYER FOR THE DEVELOPMENT OF ORGANIC FIELD EFFECT TRANSISTORS (OFET) BASED ON CONJUGATED POLYMERS

• Main Author: PABLO CESAR SERRANO ARAMBULO
• Other Authors: MARCO CREMONA
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 2016
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=33715@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=33715@2

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO === CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO === Nos últimos anos, polímeros conjugados ganharam muita atenção na eletrônica orgânica por seu uso na fabricação de dispositivos flexíveis e de baixo custo. Como resultado, diferentes tipos de dispositivos têm sido desenvolvidos como: diodos emissores de luz orgânicos (OLEDs), células fotovoltaicas orgânicas (OPVs) e transistores de efeito de campo orgânicos (OFETs). Em particular, para os OFETs seu desempenho depende da interface isolante/semicondutor, principalmente, devido ao acúmulo de portadores de carga. Além disso, as propriedades da interface afetam fortemente o transporte de carga através do canal de dispositivo. Por estas razões, a pesquisa de novos polímeros semicondutores e novos materiais dielétricos é um fator chave para aprimorar o desempenho dos dispositivos. Neste trabalho, os polímeros PMMA, PVA, FORMVAR e PU foram investigados como materiais dielétricos. Inicialmente foram fabricados capacitores de placas planas paralelas do tipo ITO/dielétrico/Al para determinar a constante dielétrica dos isolantes, as curvas JxV e a capacidade por unidade de área. Desenvolveu-se OFETs tipo Top-Gate/Bottom-Contacts (TGBC) com a estrutura Au/P3HT/PMMA/Ag e Au/P3HT/PU/Ag. No trabalho, a espessura dos dielétricos foi variada para aprimorar o desempenho dos dispositivos. Para os OFETs de PMMA obteve-se resultados concordantes com os da literatura. Os novos OFETs de PU apresentaram tensões de operação menores que 5V, que é um requisito para a integração destes OFETs em aplicações da eletrônica orgânica. A mobilidade obtida nestes OFETs de PU foi de 1.25 cm(2)/V.s, com uma tensão limiar de 0.02 e uma razão On/Off de 100. === In the last years, conjugated polymers have received much attention in organic electronics for their use in the fabrication of low cost and flexible devices. As a result, different types of devices have been developed e.g. organic light emitting diodes (OLEDs), photovoltaic devices (OPVs) and field effect transistors (OFETs). For the OFETs in particular, their performance depends primarily on insulator/semiconductor interface, mainly due to charge carrier accumulation. Moreover, the interface properties strongly affect the charge transport through the device channel. For these reasons, the research for new semiconductor polymers and new dielectric materials is key to advancing the performance improvement of devices. In this work, the polymers PMMA, PVA, FORMVAR and PU were used as dielectric materials. Initially, parallel plate capacitors of the structure ITO/dielectric/A1 were made, in order to determine the dielectric constant of the insulators, get the curves JxV and the capacity per unit area. It was used to develop Top-Gate/Bottom-Contacts (TGBC) OFETs with structures of Au/P3HT/PMMA/Ag and Au/P3HT/PU/Ag. The thicknesses of the dielectric materials were varied to improve the performance of the devices. For the PMMA OFETs, the results obtained were concordant with those of the existing literature. The new PU OFETs presented with operating voltages of less than 5V, appropriate for applications of these OFETs in organic electronics. The mobility of the PU OFETs was 1.25cm(2)/V.s, the threshold voltage 0.02V and the On/Off ratio 100.