Yeni perilen ve naftalen türevi organik yarı iletkenlerin alan etkili transistör uygulamalarında karakteristik özelliklerinin analizi
Characteristic property analyses of novel perylene and naphthalene derivative organic semiconductors on application of organci field effect transistors
Yazar: CEM TOZLU
Danışman: PROF. DR. SIDDIK İÇLİ ; PROF. DR. ŞENER OKTİK
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Organik materyaller = Organic materials ; Transistör = Transistor

Özet:
Bu tez çalışmasında farklı moleküler yapıdaki perilen ve naftalen organik yarıiletkenlerin aktif tabaka olarak kullanılan alan etkili organik transistör (OFET) yapısında farklı yüzey enerjilerine sahip polimer yalıtkan tabakalara bağlı elektriksel parametreleri çıkartılmıştır. Yapılan çalışmalarda kullanılan organik yarıiletkenler; çekirdek yapılarına etil-hekzil ve benzimidazol fonksiyonel gruplarının bağlı olduğu naftalen ve perilen moleküler yapılarıdır. Arilen bisimid yapıları olarak da isimlendirilen aynı fonksiyonel grupların bağlı olduğu bu molekül yapıların kullanılması ile OFET uygulamalarında aralarındaki performans farklılıkları ve sebepleri ortaya çıkartılmıştır. Etil hekzil perilen diimid organik yarıiletkeninden 1,72×10-2 cm2V-1s-1, etil hekzil naftalen diimid organik yarıiletkeninden 9,06×10-3 cm2V-1s-1 maksimum elektron mobiliteleri elde edilmiştir.Ayrıca absorpsiyon bandları görünür bölgeye doğru kaydırılmış naftalen bis-benzimidazol organik yarıiletkenin AM 1,5 spektral dağılımına sahip ışıma altında foto-OFET uygulaması yapılarak, optiksel sinyalin elektriksel sinyale çevrimi incelenmiştir. Foto-OFET yapısının ışıma altında foto-duyarlılığı tükenim bölgesinde ve yığınım bölgesinde sırasıyla 93,5 ve 1,82 dir. Foto-OFET'in tükenim ve yüksek yığınım bölgesinde foto-tepki değerleri sırasıyla 14,3 mA/W and 32,7 mA/W olarak bulunmuştur.

Abstract:
In this thesis, the electrical parameters of perylene and naphthalene organic semiconductors with different molecular structures used as active layers in organic field-effect transistor (OFET) devices were extracted depending on polymeric insulators with different surface energies. The organic semiconductors used in the studies are perylene and naphthalene molecular structures substituted with ethyl-hekzyl and benziimidazole functional groups. The differences on performances and reasons between these molecular structures also called as arylene bisimides with same substitutions were investigated in OFET applications. The maximum electron mobilities were found to be 1,72×10-2 cm2V-1s-1 for ethyl-hexyl perylene diimide (EHPDI) and 9,06×10-3 cm2V-1s-1 for ethyl-hexyl naphthalene diimides (EHNDI).Furhermore, the conversion of optical signal to electrical signal was investigated for photo-OFET application by using naphthalene bis-benzimidazole (NBBI) organic semiconductor that the absoption bands were shifted to visible region under AM 1,5 illumination conditions. The photosensivity of photo-OFET was found to be 93,5 and 1,82 at depletion and strong accumulation regions, respectively. The photo-responsivity of photo-OFET was found to be 14,3 mA/W and 32,7 mA/W at depletion and strong accumulation regions, respectively.