自組裝單原子層能讓有機電晶體更穩定
- 上線日期：2011/3/11 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國科學家最近發展出一種新方法來控制有機電晶體(organic transistor)閘極的電性，這項技術能提高有機電晶體在空氣中的穩定性，也有助於製作性能更佳的發光器、偵測器及太陽電池。
改變有機半導體的化學結構並非易事，因此科學家很難控制有機半導體電晶體的啟動電壓(turn-on voltage)。史丹佛大學的Yoonyoung chung等人藉由控制閘極介電材料中的電偶極(electric dipole)，克服了上述困難。他們在電晶體的閘極內分別使用磷酸正十八酯(octadecylphosphonic acid, OPA)或十八烷基硅烷(octadecylsilane, OTS)自組裝單原子層(self-assembled monolayer, SAM)，這兩種分子可依靠不同的基團附著在氧化物表面上，研究人員因而得以在兩層SAM之間建立一個0.5 V的電位差。對於通常只需以低電壓操縱的奈米電子元件而言，0.5 V已經大到足以左右元件的電子行為了。
史丹佛團隊認為他們發展出來的這項技術具有通用性，不單只是有機半導體，其他類型的半導體也適用，應用範圍更不只限於電晶體，也可以應用在發光或光偵測元件及太陽電池中，藉由改便金屬與半導體之間的能障來控制電荷載子的注入。
雖然SAM已經被數個研究團隊用來控制有機半導體電晶體的啟動電壓，但史丹佛團隊的新技術讓SAM與半導體間得以具有相同的界面。這一點相當重要，因為界面上的些微差異通常會導致半導體有明顯的電荷傳輸。此外，控制閘極介電材料中的電偶極能降低「電子捕獲」(electron trap)的效應，使n型通道的有機電晶體在空氣中更穩定。詳見近期的Nano Lett. | DOI: 10.1021/nl104087u。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/45312
譯者:蔡雅芝(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
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