ISBN 978-3-8439-2575-4

978-3-8439-2575-4, Reihe Physik

Stephan Meyer
Thermische Stabilität organischer dünner Schichten und Feldeffekt-Transistoren

176 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2016), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

In dieser Arbeit werden die strukturellen und elektrischen Eigenschaften eingekapselter organischer dünner Schichten und Feldeffekt-Transistoren bei erhöhten Temperaturen untersucht.

Der Hauptteil der Arbeit beschäftigt sich mit der thermischen Stabilität dünner organischer Filme und Transistoren, basierend auf den organischen Halbleitern Diindenoperylen (DIP), Pentacen und Tetracen, welche mit Aluminiumoxid (AlOx.) bzw. dem Polymer Polyparaxylylen (PPX) eingekapselt werden.

Im Vakuum aufgedampfte Filme von DIP und Pentacen zeigen ein hochgeordnetes Wachstum auf Siliziumdioxid und versprechen damit eine hohe Leistungsfähigkeit der entsprechenden Feldeffekt-Transistoren. Tetracen bietet sich aufgrund einer relativ niedrigen Desorptionstemperatur für Untersuchungen der thermischen Stabilität bei moderaten Temperaturen an.

Gesputtertes Aluminiumoxid und das Polymer Polyparaxylylen werden zur Einkapselung der organischen Filme und Feldeffekt-Transistoren verwendet. Das Aluminiumoxid wird mittels RF-Magnetron-Sputtern aufgebracht, während PPX durch Monomerisierung im Vakuum und anschließendes Polymerisieren abgeschieden wird.

Die Qualität der organischen Schichten wird vor und nach der Einkapselung mittels Röntgenspektroskopie ermittelt und die thermische Stabilität der Filme mit temperaturabhängigen Röntgenmessungen und Thermodesorptionsspektroskopie (TDS) untersucht. Die elektrischen Eigenschaften der unabgedeckten und gekapselten Feldeffekt-Transistoren werden durch temperaturabhängige Messungen der Transistorcharakteristiken analysiert.

Des Weiteren wird in dieser Arbeit untersucht, inwieweit sich die Leistungsfähigkeit von Transistoren durch Funktionalisierung des Transistors mittels self-assembled monolayer (SAM) steigern lässt. Dazu werden Schichten und Feldeffekt-Transistoren mit dem organischen Halbleiter F16CuPc hergestellt. Die Gate-Dielektrika werden vor der Deposition des organischen Materials mittels Octadecyltrimethoxisilan (OTMS) funktionalisiert und es wird untersucht, ob sich die resultierenden Transporteigenschaften der Transistoren dadurch verbessern lassen.