Polymer-sorted semiconducting carbon nanotube networks for high-performance ambipolar field-effect transistors.
Polymer-sorted semiconducting carbon nanotube networks for high-performance ambipolar field-effect transistors.
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DOI：
10.1021/am506971b
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发表时间：
2015-01-14
影响因子：
9.5
通讯作者：
Zaumseil, Jana
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Schiessl, Stefan P.;Froehlich, Nils;Held, Martin;Gannott, Florentina;Schweiger, Manuel;Forster, Michael;Scherf, Ullrich;Zaumseil, Jana
关键词：
有效地从生长的纳米管样品中选择半导体单壁碳纳米管(SWNTs)是将其作为可印刷和柔性半导体应用于场效应晶体管(FET)中的关键。在本研究中，我们使用无规聚(9-十二烷基-9-甲基荧烯)(a-PF-1-12)，这是一种具有不对称侧链的多荧衍生物，用于从等离子体炬生长的单壁碳纳米管中选择性地分散大直径(~gt；1 nm)的半导体单壁碳纳米管。降低分散聚合物的相对分子质量可显著提高选择性。将由富含碳纳米管分散体沉积的致密半导体单壁碳纳米管网络与聚合物/金属氧化物混合介质相结合，使晶体管即使在短沟道长度(<；10μm)时也具有平衡的双极、高达50cm2·V-1·S-1的接触电阻校正迁移率、低欧姆接触电阻、陡峭的亚阈值波动(0.12-0.14V/dec)和高通断比(106)。这些场效应管工作在低电压(<；3V)下，几乎没有电流滞后现象。由此产生的双极互补类反相器的增益高达61。
Efficient selection of semiconducting single-walled carbon nanotubes (SWNTs) from as-grown nanotube samples is crucial for their application as printable and flexible semiconductors in field-effect transistors (FETs). In this study, we use atactic poly(9-dodecyl-9-methyl-fluorene) (a-PF-1-12), a polyfluorene derivative with asymmetric side-chains, for the selective dispersion of semiconducting SWNTs with large diameters (>1 nm) from plasma torch-grown SWNTs. Lowering the molecular weight of the dispersing polymer leads to a significant improvement of selectivity. Combining dense semiconducting SWNT networks deposited from an enriched SWNT dispersion with a polymer/metal-oxide hybrid dielectric enables transistors with balanced ambipolar, contact resistance-corrected mobilities of up to 50 cm2·V–1·s–1, low ohmic contact resistance, steep subthreshold swings (0.12–0.14 V/dec) and high on/off ratios (106) even for short channel lengths (<10 μm). These FETs operate at low voltages (<3 V) and show almost no current hysteresis. The resulting ambipolar complementary-like inverters exhibit gains up to 61.
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