Improvement of Charge Carrier Mobility of Organic Field-Effect Transistors through The Surface Energy Control

표면 에너지 제어를 통한 유기 전계 효과 트랜지스터의 전하 이동도 향상

Organic field-effect transistors (OFETs) are attracting attention in the field of next-generation electronic devices, and they can be fabricated on a flexible substrate using an organic semiconductor as a channel layer. In particular, DPP-based semiconducting conjugated polymers are actively used because they have higher charge carrier mobility than other organic semiconductors, but they are still lower than inorganic semiconductors, so various studies are being conducted to improve the charge carrier mobility. In this study, the charge carrier mobility is improved by controlling the surface energy of the substrate by forming self-assembled monolayers (SAMs). As the surface energy of the substrate is controlled by the SAMs, the crystallinity increases, thereby improving the charge carrier mobility by 14 times from 3.57×10^-3 cm²V^-1s^-1 to 5.12×10^-2 cm²V^-1s^-1

유기 전계효과 트랜지스터(OFETs)는 유기 반도체를 채널층으로 하여 유연한 기판에서 제작할 수 있어 차세대 전자 소자 분야에서 각광받고 있다. 특히 diketopyrrolopyrrole (DPP) 계열 고분자 반도체는 다른 유기 반도체에 비하여 전하 이동도가 높아 활발하게 활용되고 있지만 여전히 무기 반도체에 비하여 낮아, 유기반도체의 전하 이동도를 향상시키기 위한 여러 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 절연체와 고분자 반도체사이에 자가 조립 단층 박막을 형성하여 표면 에너지를 제어함으로써 고분자 반도체의 결정성을 향상시키고자 하였다. 이를 통해 고분자 박막의 결정성을 성공적으로 제어할 수 있었고, 유기 반도체의 전하 이동도를 3.57×10^-3 cm²V^-1s^-1에서 5.12×10^-2 cm²V^-1s^-1로 약 14배 향상시킬 수 있었다.