擁有高度可靠性、高移動率,且對大氣、熱、偏壓應力具有耐性之有機半導體材料

 

刊登日期:2020/6/4
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東京大學於日前發表,與筑波大學、北里大學、產業技術總合研究所共同開發了一項擁有高度可靠性、高移動率,且對大氣、熱、偏壓應力(Bias Stress)具有耐性之塗佈型n型有機半導體材料,同時也是世界首次開發成功,未來將可望做為次世代可撓印刷電子領域的起始材料。

研究團隊以傳導帶模型(Conduction Band Model)為基礎之下,開發了新n型有機半導體「PhC2–BQQDI」,並發現具有BQQDI架構的有機分子能發揮優異的性能。導入了苯乙基(Phenethyl group)的「PhC2–BQQDI」,單結晶時顯示了3 cm2/Vs的電子移動率,以及高度可靠性因數(Reliability Factor)。此外,BQQDI骨架不分多結晶性、單結晶性,在大氣下都能維持穩定驅動裝置6個月以上,尤其是「PhC2–BQQDI」,更對熱壓力或偏壓應力呈現出極高的穩定性。

研究團隊也透過實驗證明「PhC2–BQQDI」優異的半導體特性係來自於傳導帶的傳導機制。此外,利用分子動力學計算、傳導計算,也證明此次設計之多點氫結合的形成,有效地抑制了分子間振動,因此提高了電子移動率。

另一方面,研究團隊也利用「PhC2–BQQDI」的高電子移動率、可溶液製程性、裝置穩定性等特性,成功地應用於對可撓印刷電子相當重要之互補式金屬氧化物半導體邏輯電路(CMOS Logic Circuit)上。


資料來源: http://www.k.u-tokyo.ac.jp/info/entry/22_entry866/
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