Integrative Herstellung Monoschicht-basierter, organischer Feldeffekt-Transistoren

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Im vorliegenden Projekt soll im Rahmen des Schwerpunktprogrammes Organische Feldeffekt-Transistoren (OFETs) die Eignung von selbst-anordnenden Monoschichten (self-assembled monolayers, SAMs) zum Aufbau der halbleitenden Schicht untersucht werden. Dabei sollen vor allem die bewährten Molekülklassen, wie Oligoacene (z.B. Pentacen 1, Abb. 1) oder Oligoacene (z.B. Sexithiophen 2) durch die Derivatisierung mit geeigneten Oberflächen-aktiven Gruppen immobilisierbar gemacht werden. Da die Monoschichten auf oxidischen Substraten (insbesondere dem üblicherweise verwendeten SiO2) gebildet werden müssen, soll zuerst der bewährte (kovalente) Silan-Anbindungsmechanismus verwendet werden. Parallel möchten wir jedoch auch ionische Wechselwirkungen für die Ausbildung der SAMs untersuchen, da wir erwarten, daß solche Monolagen aufgrund der Beweglichkeit der Moleküle (und der daraus resultierenden Rekristallisierbarkeit) geringere Defektdichten als die Silan-Schichten aufweisen (Abb. 6). Defekte in Monoschichten sind meist effiziente Ladungsfallen (`traps`), die die Ladungsträger-Mobilität in den halbleitenden Schichten stark herabsetzen. Eine weitere Herabsetzung der Defektdichte läßt sich durch die Einführung langer Alkylketten erreichen. Diese Ketten könnten gleichzeitig als interne Isolatoren/Dielektrika dienen und den Aufbau von OFETs weiter erleichtern. Die Charakterisierung der so dargestellten Monoschichten soll in enger Zusammenarbeit mit physikalisch orientierten Arbeitsgruppen erfolgen, vor allem mit der Gruppe um Ch. Wöll (Bochum), mit der wir schon seit längerem Untersuchungen an aromatischen Monoschichten vornehmen.