Name: effect of bending on the electrical characteristics of flexible organic single crystal-based field-effect transistors
Uploaded: 2016-11-07T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Effect of Bending on the Electrical Characteristics of Flexible Organic Single Crystal-based Field-effect Transistors at JoVE.com

This work was supported by the Ministry of Science and Technology, Taiwan, Republic of China through Grant No. 101-2113-M-001-006-MY3.

1. Получение TCDAP 12 <ol><li> Обобщить TCDAP следуя процедурам литературы 13. </li><li> Очищают продукт TCDAP методом сублимации градиента температур, с тремя температурными зонами , установленным на 340, 270 и 250 ° С, соответственно, под вакуумным давлением 10 -6 Торр 12,14. </li></ol><p class="jove...

<ol>
	<li>Sekitani, T., Zschieschang, U., Klauk, H., Someya, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+Organic+Transistors+and+Circuits+with+Extreme+Bending+Stability.">Flexible Organic Transistors and Circuits with Extreme Bending Stability.</a> Nat. Mater. 9, 1015-1022 (2010).</li><li>Yang, Y., Ruan, G., Xiang, C., Wang, G., Tour, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+Three-Dimensional+Nanoporous+Metal-Based+Energy+Devices.">Flexible Three-Dimensional Nanoporous Metal-Based Energy Devices.</a> J. Am. Chem. Soc. 136, 6187-6190 (2014).</li><li>Zhan, Y., Mei, Y., Zheng, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Materials+Capability+and+Device+Performance+in+Flexible+Electronics+for+the+Internet+of+Things.">Materials Capability and Device Performance in Flexible Electronics for the Internet of Things.</a> J. Mater. Chem. C. 2, 1220-1232 (2014).</li><li>Zhang, L., Wang, H., Zhao, Y., Guo, Y., Hu, W., Yu, G., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Substrate-Free+Ultra-Flexible+Organic+Field-Effect+Transistors+and+Five-Stage+Ring+Oscillators.">Substrate-Free Ultra-Flexible Organic Field-Effect Transistors and Five-Stage Ring Oscillators.</a> Adv. Mater. 25, 5455-5460 (2013).</li><li>Jedaa, A., Halik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+Strain+Resistant+Flexible+Organic+Thin+Film+Transistors.">Toward Strain Resistant Flexible Organic Thin Film Transistors.</a> Appl. Phys. Lett. 95, (2009).</li><li>Nomura, K., Ohta, H., Takagi, A., Kamiya, T., Hirano, M., Hosono, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Room-Temperature+Fabrication+of+Transparent+Flexible+Thin-Film+Transistors+Using+Amorphous+Oxide+Semiconductors.">Room-Temperature Fabrication of Transparent Flexible Thin-Film Transistors Using Amorphous Oxide Semiconductors.</a> Nature. 432, 488-492 (2004).</li><li>Sekitani, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bending+Experiment+on+Pentacene+Field-Effect+Transistors+on+Plastic+Films.">Bending Experiment on Pentacene Field-Effect Transistors on Plastic Films.</a> Appl. Phys. Lett. 86, 073511 (2005).</li><li>Tseng, C. -. W., Huang, D. -. C., Tao, Y. -. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic+Transistor+Memory+with+a+Charge+Storage+Molecular+Double-Floating-Gate+Monolayer.">Organic Transistor Memory with a Charge Storage Molecular Double-Floating-Gate Monolayer.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 7, 9767-9775 (2015).</li><li>Coropceanu, V., Cornil, J., da Silva Filjo, D. A., Olivier, Y., Silbey, R., Bredas, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Charge+Transport+in+Organic+Semiconductors.">Charge Transport in Organic Semiconductors.</a> Chem. Rev. 107, 926-952 (2007).</li><li>Briseno, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Performance+Organic+Single-Crystal+Transistors+on+Flexible+Substrates.">High-Performance Organic Single-Crystal Transistors on Flexible Substrates.</a> Adv. Mater. 18, 2320-2324 (2006).</li><li>Tang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic+Nanowire+Crystals+Combing+Excellent+Device+Performance+and+Mechanical+Flexibility.">Organic Nanowire Crystals Combing Excellent Device Performance and Mechanical Flexibility.</a> Small. 7, 189-193 (2011).</li><li>Islam, M. M., Pola, S., Tao, Y. -. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+Mobility+N-Channel+Single-Crystal+Field-Effect+Transistors+Based+on+5,7,12,14-Tetrachloro-6,13-Diazapentacene.">High Mobility N-Channel Single-Crystal Field-Effect Transistors Based on 5,7,12,14-Tetrachloro-6,13-Diazapentacene.</a> Chem. Commun. 47, 6356-6358 (2011).</li><li>Weng, S. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diazapentacene+Derivatives+as+Thin-Film+Transistor+Materials:+Morphology+Control+in+Realizing+High-Field-Effect+Mobility.">Diazapentacene Derivatives as Thin-Film Transistor Materials: Morphology Control in Realizing High-Field-Effect Mobility.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 1, 2071-2079 (2009).</li><li>Kloc, C., Simpkins, P. G., Siegrist, T., Laudise, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+Vapor+Growth+of+Centimeter-Sized+Crystals+of+&#913;-Hexathiophene.">Physical Vapor Growth of Centimeter-Sized Crystals of &#913;-Hexathiophene.</a> J. Cryst. Growth. 182, 416-427 (1997).</li></ol>

В этом эксперименте ряд параметров влияет на успешное измерение подвижности полевом. Во-первых, монокристалл должен быть достаточно большим, чтобы быть изготовлены в полевом устройстве для измерения свойств. Способ физического переноса пара (PVT) является тот, который позволяет более к...

Мягкие электронные устройства, такие как датчики, дисплеи и носимой электроники, в настоящее время разрабатываются и более активно исследуются, и многие из них даже был запущен на рынке в последние годы 1,2,3,4. Органические полупроводниковых материалов , играют важную роль в этих электронных устройств из - за присущих им преимуществ, в том числе низкая стоимость разработки, возможность быть приготовлены в виде раствора или при низких температурах, и, в частности, их гибкость по сравнению с неорганическими полупроводниками 5,6. Один особое внимание для этой электроники является то, что они будут подвергаться частым изгибом. Гибка вносит напряжение в компонентах и ​​материалах внутри устройства. Стабильное и последовательное выполнение требуется, поскольку такие устройства согнуты. Транзисторы являются жизненно важным компонентом в большинстве этих электроники, и их производительность при изгибе представляет интерес. Ряд исследований рассмотрел этот вопрос производительности при изгибе органического тхин пленки транзисторов 7,8. В то время как изменения проводимости при сгибании может быть связано с изменением расстояния между зерна в поликристаллической тонкой пленки, более фундаментальный вопрос, чтобы спросить, может ли проводимость изменяться в пределах одного кристалла при изгибе. Хорошо Принято считать , что перенос заряда между органическими молекулами сильно зависит от электронной связи между молекулами и энергии , участвующих в реорганизации взаимопревращения между нейтральных и заряженных состояний 9. Электронная муфта очень чувствительна к расстоянию между соседними молекулами и перекрытия граничных молекулярных орбиталей. Изгиб хорошо упорядоченного кристалла вносит напряжение и может изменить относительное положение молекул внутри кристалла. Это может быть проверено с помощью одного кристалла на основе полевого транзистора. В одном из отчетов используется монокристаллы рубрена на гибкой подложке для изучения влияния толщины кристалла при изгибе 10. Deдемонстрировались с пороками фталоцианина меди кристаллов нанопроволок , приготовленных на плоской подложке , чтобы иметь более высокую подвижность при изгибе 11. Однако свойства для устройства с согнутой FET в разных направлениях не были изучены. Молекула 5,7,12,16-тетрахлор-6,13-diazapentacene (TCDAP) представляет собой полупроводниковый материал 12 п-типа. Кристалл TCDAP имеет моноклинную упаковочный мотив со сдвинутыми π-л укладкой между соседними молекулами вдоль оси элементарной ячейки при длине ячейки 3.911 Å. Кристалл растет вдоль этого направления упаковки, чтобы дать длинные иглы. Максимальное п-типа полевой подвижности измеряется вдоль этого направления достигла 3,39 см 2 / В · сек. В отличие от многих органических кристаллов, которые являются хрупкими и ломкими, TCDAP кристалл оказывается очень гибким. В этой работе мы использовали TCDAP в качестве проводящего канала и подготовили монокристаллического полевой транзистор на гибкой подложке OF полиэтилентерефталат (ПЭТ). Мобильность была измерена для кристалла на плоской подложке, с согнутой устройства по направлению к гибкой подложке (вниз) или изогнут в сторону ворот / диэлектрической стороне (снизу вверх). IV Данные анализировались на основе изменений в расстоянии штабелирование / соединение между соседними молекулы.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="999">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Colloidal Graphite(water-based)</td>
			<td style="width:208px;">TED PELLA,INC</td>
			<td style="width:160px;">NO.16053</td>
			<td style="width:220px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Colloidal Graphite(IPA-based)</td>
			<td style="width:208px;">TED PELLA,INC</td>
			<td style="width:160px;">NO.16051</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">[2,2]Paracyclophane,99%</td>
			<td style="width:208px;">Alfa Aesar</td>
			<td>1633-22-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">&#160;polyethylene terephthalate&#160;</td>
			<td>Uni-Onward</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Mini-Mite 1100&#176;C Tube Furnaces (Single Zone)</td>
			<td style="width:208px;">Thermo Scientific</td>
			<td>TF55030A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Agilent 4156C Precision Semiconductor Parameter</td>
			<td style="width:208px;">Keysight</td>
			<td>HP4156</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

effect of bending on the electrical characteristics of flexible organic single crystal-based field-effect transistors

Переноса заряда в органическом полупроводнике сильно зависит от упаковки молекул в кристалле, который влияет на электронную связь безмерно. Тем не менее, в мягкой электроники, в которых органические полупроводники играют важную роль, устройства будут перегибать неоднократно. Влияние на изгиб кристаллической упаковки и, следовательно, переноса заряда имеет решающее значение для эксплуатационных характеристик устройства. В этой рукописи, мы описываем протокол согнуть монокристалл 5,7,12,16-тетрахлор-6,13-diazapentacene (TCDAP) в конфигурации транзистора полевого и получить воспроизводимые характеристики IV при изгибе кристалла. Результаты показывают, что искривление полевой транзистор, подготовленный на гибкой подложке в результатах почти обратимых еще противоположных тенденций в подвижности зарядов, в зависимости от направления изгиба. Увеличение подвижности, когда устройство изгибается в сторону верхнего затвора / диэлектрического слоя (вверх, сжимающая состояния) и уменьшается, когда будетнт в направлении стороны кристалл / подложка (вниз, растягивающее состояние). Было также отмечено влияние изгиба кривизны, с большим изменением подвижности в результате более высокой кривизны изгиба. Предполагается, что межмолекулярные изменения π-π расстояние при изгибе, влияя тем самым на электронную муфту и последующего переноса носителей способности.

Единственный анализ кристаллической дифракции рентгеновских лучей показывает , что TCDAP представляет собой расширенную систему π с молекулами упаковки вдоль оси. Рис. 2 показана схема сканирования с помощью порошковой рентгеновской дифракции для TCDAP кристал?...

Watch this Scientific Journal Video about Effect of Bending on the Electrical Characteristics of Flexible Organic Single Crystal-based Field-effect Transistors at JoVE.com

Effect of Bending on the Electrical Characteristics of Flexible Organic Single Crystal-based Field-effect Transistors

Эта рукопись описывает процесс Гибка органического монокристалла на основе полевого транзистора для поддержания функционирования устройства для измерения электронных свойств. Полученные результаты свидетельствуют о том, что изгибающие вызывает изменения в молекулярном расстояния в кристалле и, следовательно, в скорости со скачкообразным изменением заряда, который играет важную роль в гибкой электроники.

Влияние на изгиб электрических характеристик Гибкая Organic монокристалл на основе полевых транзисторов

The charge transport in an organic semiconductor depends highly on the molecular packing in the crystal, which influences the electronic coupling ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Controlling the Size, Shape and Stability of Supramolecular Polymers in Water

Контроль размера, формы и стабильность супрамолекулярных полимеров в воде

For aqueous based supramolecular polymers, the simultaneous control over shape, size and stability is very difficult1. At the same time, the ability to do ...

Encapsulation and Permeability Characteristics of Plasma Polymerized Hollow Particles

Инкапсуляция и проницаемость характеристики плазменных Полимеризованные полых частиц

In this protocol, core-shell nanostructures are synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition. We produce an amorphous barrier by plasma ...

Ultrahigh Density Array of Vertically Aligned Small-molecular Organic Nanowires on Arbitrary Substrates

Сверхвысокой плотности массивов вертикально ориентированных малых органических молекулярных нанопроволок по произвольным подложках

In  recent years &pi;-conjugated  organic semiconductors have emerged as the active material in a number of  diverse applications including large-area, ...

Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity

Кастинг протоколы по производству открытого Сотовые алюминиевые Пены по репликации Техника и влияние на пористость

Metal foams are interesting materials from both a fundamental understanding and practical applications point of view. Uses have been proposed, and in many ...

Scalable Solution-processed Fabrication Strategy for High-performance, Flexible, Transparent Electrodes with Embedded Metal Mesh

Масштабируемая стратегия обработки, разработанная для высокопроизводительных, гибких, прозрачных электродов с встроенной металлической сеткой

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a ...

Fabrication of Flexible Image Sensor Based on Lateral NIPIN Phototransistors

Изготовление гибких сенсора, основанные на боковой NIPIN фототранзисторы

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, ...

Fabrication of Schottky Diodes on Zn-polar BeMgZnO/ZnO Heterostructure Grown by Plasma-assisted Molecular Beam Epitaxy

Производство диодов Шоттки на Zn Полярный BeMgZnO/ZnO гетероструктуры, выращенных при содействии плазмы Молекулярно-пучковая эпитаксия

Heterostructure field effect transistors (HFETs) utilizing a two dimensional electron gas (2DEG) channel have a great potential for high speed device ...

Theoretical Calculation and Experimental Verification for Dislocation Reduction in Germanium Epitaxial Layers with Semicylindrical Voids on Silicon

Теоретический расчет и экспериментальная проверка уменьшения дислокаций в эпитаксиальных слоях германия с полуцилиндрическими пустотами на кремнии

Reduction of threading dislocation density (TDD) in epitaxial germanium (Ge) on silicon (Si) has been one of the most important challenges for the ...

Fabric Moisture Uniform Control to Study the Influence of Air Impingement Parameters on Fabric Drying Characteristics

Ткань Влаги Равномерное управление для изучения влияния воздуха Impingement Параметры на характеристики сушки ткани

Impinging dryness is now a widely used and effective way for fabric drying due to its high heat and mass transfer coefficient. Previous studies on fabric ...

Study of a Dot-patterning Process on Flexible Materials using Impact Print-Type Hot Embossing Technology

Изучение процесса узоризации точек на гибких материалах с использованием технологии горячего эмбоссирования Impact Print

Here we present our study on an impact print-type hot embossing process which can create dot patterns with various designs, widths, and depths in real ...