Side chain liquid crystalline polymers for organic field effect transistors

Abstract

Transistörler anahtarlama, yükseltici ve sensör özellikleri ile elektronik cihazların kalbinde yer almaktadırlar. Ucuz, hafif ve çevreci organik elektronik cihazlar, özellikle katman katman üretilen organik alan etkili transistörler (Organic Field Effect Transistors- OFET) var olan inorganik tabanlı transistor teknolojisine alternatif çözümler sunmaktadır.Ortam koşullarındaki kararlılığı, farklı yüzeylere uygulanabilirliği, işlem maliyetlerinin düşük olması ve nispeten yüksek dielektrik sabiti değerine sahip olması nedeniyle PMMA, OFET üretimi için yaygın olarak tercih edilen bir dielektrik malzemedir. Son on yılda yapılan çalışmalar ve incelemeler ışığında PMMA'nın sıvı kristal türevlerinin OFET uygulamaları için ilgi çekici özellikleri olduğu anlaşılmıştır.Bu çalışmada farklı molekül ağırlıklarındaki PMMA'dan üretilen ince filmlerinin elektriksel özellikleri incelenmiş; yalıtkanlık özellikleri yanı sıra film morfolojileri de göz önüne alınarak uygun molekül ağırlığında malzeme seçilmiştir. Seçilen polimerden sentezlenen poli (Chol-n-MMA) homo-polimerinin ve poli (Chol-n-MMA-co-MMA) kopolimerinin (alifatik boşluk uzunluğu n = 3, 7, 10 olan) elektriksel analizi HP 4194 A model empedans analizörü kullanılarak oda sıcaklığında yapılmıştır. Analiz edilen bu malzemelerden OFET üretilmiş ve Keitley 4200 SCS model yarı iletken karakterizasyon cihazı ile transfer karakteristikleri ve output karakteristikleri incelenmiştir.Deney sonuçları göstermiştir ki, bu malzemenin elektriksel özellikleri OFET uygulamaları, özellikle yeni nesil elektronik kağıtlar ve tekstil ürünlerinin üretimi için gelecek vadetmektedir.

Transistors are at the heart of electronic devices with their switching, amplification and sensor properties. Inexpensive, lightweight and eco-friendly organic electronic devices, especially layer by layer processed Organic Field Effect Transistors (OFET) gives lots of opportunity when compared with well-known inorganic based devices. Poly (methyl-methacrylate) (PMMA) is quite common material for OFET production, with its easy processing to various surfaces, very low manufacturing cost and relatively high dielectric constant. In last decade, researches and investigations indicate that liquid crystalline derivative of PMMA is very attractive material for OFET applications.In this study, electrical analysis was performed to thin films, which was produced from different molecular weight of PMMA. Due to their film morphology and dielectric properties, best suitable material is chosen. Electrical analysis of homo-polymer poly (Chol-n-MMA) and co-polymer poly (Chol-n-MMA-co-MMA) with aliphatic spacer length n=3, 7, 10 was carried out with HP 4194 A between 100 Hz and 15 MHz at room temperature. OFETs are produced according to dielectric analysis. These produced OFETs are characterized by using Keitley 4200 SCS. Transfer and output characteristics are investigated. Experimental results show that this material is very promising for future OFET applications, particularly electronic papers and new age textile products.Key Words: Organic Field Effect Transistor, Gate Dielectric, Side Chain Liquid Crystal, Polymethy metacrylate(PMMA), Conduction Mechanism.Anahtar Kelimeler: Organik Alan Etkili Transistörler, Kapı Yalıtkanı, YanZincir Sıvı Kristaller, Polymethy metacrylate(PMMA), İletkenlik Mekanizması.