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  5. Compensation of Oxygen Doping in p‐Type Organic Field‐Effect Transistors Utilizing Immobilized n‐Dopants
 
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2021
Zweitveröffentlichung
Artikel
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Compensation of Oxygen Doping in p‐Type Organic Field‐Effect Transistors Utilizing Immobilized n‐Dopants

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TUDa URI
tuda/6899
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-177656
DOI
10.26083/tuprints-00017765
Autor:innen
Barf, Marc‐Michael
Benneckendorf, Frank S.
Reiser, Patrick
Bäuerle, Rainer
Köntges, Wolfgang
Müller, Lars
Pfannmöller, Martin
Beck, Sebastian
Mankel, Eric
Freudenberg, Jan
Jänsch, Daniel
Tisserant, Jean‐Nicolas
Lovrincic, Robert
Schröder, Rasmus R.
Bunz, Uwe H. F.
Pucci, Annemarie
Jaegermann, Wolfram ORCID 0000-0003-3677-4481
Kowalsky, Wolfgang ORCID 0000-0001-9382-3353
Müllen, Klaus
Kurzbeschreibung (Abstract)

Poly(3‐hexyl‐thiophene‐2,5‐diyl) (P3HT) is one of the most commonly used materials in organic electronics, yet it is considered to be rather unattractive for organic field‐effect transistors (OFETs) due to its tendency to oxidize under aerobic conditions. Strong p‐doping of P3HT by oxygen causes high off‐currents in such devices opposing the desired high on/off‐ratios. Herein, a new application‐oriented method involving the recently developed immobilizable organic n‐dopant 2‐(2‐((4‐azidobenzyl)oxy)phenyl)‐1,3‐dimethyl‐2,3‐dihydro‐1H‐benzoimidazol (o‐AzBnO‐DMBI) is presented allowing to process and operate P3HT OFETs in air. The n‐dopants compensate oxygen doping by trapping generated free holes, thereby rediminishing OFET off‐currents by approximately two orders of magnitude. At the same time, field‐effect mobilities remain high in the order of up to 0.19 cm² V⁻¹ s⁻¹. Due to the covalent attachment of the dopants to the host matrix after photochemical activation, a drift of the otherwise mobile ions within the device is prevented even at high operating voltages and, thus, hysteresis in the corresponding transfer characteristics is kept low. In this manner, the air instability of P3HT OFETs is successfully resolved paving an auspicious way toward OFET mass production. As the immobilization process employed here is nonspecific with respect to the host material, this strategy is transferable to other p‐type semiconductors.

Freie Schlagworte

compensation doping

dopant migration and ...

molecular doping

organic field‐effect ...

organic semiconductor...

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Oberflächenforschung
DDC
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 660 Technische Chemie
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Advanced Materials Technologies
Jahrgang der Zeitschrift
6
Heftnummer der Zeitschrift
2
ISSN
2365-709X
Verlag
Wiley-VCH
Ort der Erstveröffentlichung
Weinheim
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2021
Verlags-DOI
10.1002/admt.202000556
PPN
515149225
Artikel-ID
2000556

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