Donor-acceptor-donor 구조를 가진 신규 유기반도체 개발 및 유기박막트랜지스터 제작
Development of new donor-acceptor-donor type organic semiconductors for organic thin-film transsitors
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김충익
- 발행년도 2017
- 학위수여년월 2017. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000061939
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
이번 연구에서는 새롭게 합성된 donor-acceptor-donor 구조를 가진 유기 반도체 물질들을 이용해 우수한 성능의 박막 트랜지스터 제작하였다. 우선 기존에 높은 전하 이동도 특성의 많은 유도체들이 보고되었던 BTBT (benzothienobenzothiophene)와 전자 받개 물질로 대표적인 물질인 diketop yrroloprrole(DPP)과 benzothiadiazole(BTD)을 중심 구조로 사용하였다. 또한 thiophene과 이들의 유도체를 전자 주개 물질로 활용하여 최종적으로 donor-acceptor-donor 구조의 유기반도체 물질을 개발했다. 반도체 박막 제작은 진공 증착 방법과 solution-shearing(SS) 방식의 용액 공정을 다양하게 시도하였다. 특히 진공 증착 방식으로 제작한 BTBT 기반의 박막 트랜지스터는 최대 0.58 cm2/V·s의 전자 이동도를 보였다. AFM(atomic-force microscope)과 XRD(X-ray diffraction) 측정을 통해서 이러한 우수한 성능의 원인을 분석하였다. 또한 benzothiadiazole을 기반으로 한 유기 반도체 물질을 합성하여 solution shearing 용액 공정을 통하여 박막 트랜지스터를 제작한 결과 우수한 0.10 cm2/V·s 수준의 전자 이동도를 확인할 수 있었다. 유기 반도체 박막이 방향성이 있는 막대 모양의 결정을 보이는 것을 AFM 이미지 분석을 통해 확인하였고 XRD를 통하여 높은 결정성을 확인하였다. 이러한 연구 결과를 통해서 새로 합성된 donor-acceptor-donor 구조의 유기 반도체 물질들이 용액 공정과 진공 증착 방식으로 유기 박막 트랜지스터로 제작되었을 때 우수한 성능을 보임을 확인하였다. 이러한 결과는 추후의 donor-acceptor 전략을 활용한 고성능 유기 반도체 물질 개발에 도움이 될 것이며 이의 유연 기판 및 다양한 응용 소자에 적용 가능할 것이다.
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