[en] Organic semiconductor devices are gaining importance by opening a wide variety of applications nowadays. A key strategy for developing better performing organic electronic devices is via molecular doping, where a dopant molecule is introduced to increase charge carriers. Despite the advances in the field, very few studies have focused on understanding the structural-property relationships in molecular doping. It is well known that the structure of OSC molecules affect the crystallinity of the films but its implications on the doping mechanism and efficiency of doping have not been fully explored. In this thesis, we explore the dopant/organic semiconductor interfacial properties in relation to the molecular structure of the employed molecules. BTBT derivatives with different side groups in combination with two dopants, which have similar ionization energy but with different molecular shapes have been chosen for the investigation. By using a combination of synchrotron-based X-ray diffraction techniques, AFM and spectroscopic methods, the interfacial properties and evolution of electronic levels during doping have been investigated. First, the structure of the interface formed between C60F48 and C8-BTBThas been investigated. The impact of C60F48 on C8-BTBT OFETs was demonstrated to have a double beneficial role in improving the mobility and stability of C8-BTBT OFETs. Further investigation of the role of organic semiconductor side groups in the interfacial properties has been conducted by comparing the C60F48/DPh-BTBT and C60F48/C8-BTBT interfaces. Different interfacial morphologies are observed in both cases, which strongly affect the nanoscale work function distribution of the interface. To investigate the influence of dopant molecular structure, heterostructure films of F6TCNNQ on C8-BTBT were investigated. Unlike C60F48, F6TCNNQ is planar. It is observed that F6TCNNQ-C8-BTBT charge transfer complexes were forming at the interface during F6TCNNQ deposition, which generates free mobile carriers in the film hence enhancing the mobility and causing a shift in threshold voltage of C8-BTBT OFETs. Finally, characterization of charge transfer complex formation at different temperatures, inverted heterostructures and C8-BTBT-F6TCNNQ co-evaporated films have been performed

[es] Los dispositivos semiconductores orgánicos están ganando importancia al abrir una amplia variedad de aplicaciones en la actualidad. Una estrategia clave para desarrollar dispositivos electrónicos orgánicos de mejor rendimiento es mediante el dopaje molecular, donde se introduce una molécula dopante para aumentar los portadores de carga. A pesar de los avances en el campo, muy pocos estudios se han centrado en comprender las relaciones entre las propiedades estructurales y el dopaje molecular. Es bien sabido que la estructura de las moléculas de OSC afecta la cristalinidad de las películas, pero sus implicaciones en el mecanismo de dopaje y la eficiencia del dopaje no se han explorado completamente. En esta tesis, exploramos las propiedades interfaciales del dopante/semiconductor orgánico en relación con la estructura molecular de las moléculas empleadas. Para la investigación, se eligieron derivados de BTBT con diferentes grupos laterales en combinación con dos dopantes, que tienen una energía de ionización similar pero con diferentes formas moleculares. Mediante el uso de una combinación de técnicas de difracción de rayos X basadas en sincrotrón, AFM y métodos espectroscópicos, se investigaron las propiedades interfaciales y la evolución de los niveles electrónicos durante el dopaje. En primer lugar, se ha investigado la estructura de la interfaz formada entre C60F48 y C8-BTBT. Se demostró que el impacto de C60F48 en los OFET C8-BTBT tiene un doble papel beneficioso en la mejora de la movilidad y la estabilidad de los OFET C8-BTBT. Se ha llevado a cabo una mayor investigación del papel de los grupos laterales de semiconductores orgánicos en las propiedades interfaciales comparando las interfaces C60F48/DPh-BTBT y C60F48/C8-BTBT. En ambos casos se observan diferentes morfologías interfaciales, que afectan fuertemente la distribución de la función de trabajo a nanoescala de la interfaz. Para investigar la influencia de la estructura molecular dopante, se investigaron películas de heteroestructura de F6TCNNQ en C8-BTBT. A diferencia de C60F48, F6TCNNQ es plano. Se observa que los complejos de transferencia de carga F6TCNNQ-C8-BTBT se estaban formando en la interfaz durante la deposición de F6TCNNQ, lo que genera portadores móviles libres en la película, lo que mejora la movilidad y provoca un cambio en el voltaje umbral de los OFET C8-BTBT. Finalmente, se ha realizado la caracterización de la formación de complejos de transferencia de carga a diferentes temperaturas, heteroestructuras invertidas y películas coevaporadas C8-BTBT-F6TCNNQ.