P3HT tabanlı farklı yalıtkan tabakalı ofet karakteristiklerinin incelenmesi
Investigation of P3HT based ofet fabricated with different gate dielectrics
Yazar: DİLEK TAŞKIN GAZİOĞLU
Danışman: PROF. DR. MİRHASAN SEYİTSOY ; PROF. DR. FATİH DUMLUDAĞ
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Poliüretan = Polyurethane ; Termoplastik = Thermoplastic ; Transistör = Transistor

Özet:
Bu çalışmada, sol-jel (sol-gel) döndürmeyle-kaplama yöntemi ile p−kanal aktif malzeme olan P3HT farklı kapı yalıtkanları üzerine kaplanarak Üst-Kontak/Alt-Kapı geometrisine sahip organik alan etkili transistörler (OFET) imal edildi. Kapı yalıtkanı olarak TPU ve PMMA kullanıldı. TPU yalıtkan polimer; çözelti işlenebilirliği, düşük maliyeti, ortam havasında iyi depolama kararlılığı, nispeten yüksek dielektrik sabiti nedeniyle kapı dielektriği olarak seçildi. Yapılan P3HT tabanlı OFET'lerin, TPU yalıtkan film kalınlığına, kapı ve kaynak-savak (source-drain) metal elektrotlarına (Ag ve Au) bağlı olarak elektriksel özellikleri incelendi. PMMA'nın termal ve mekanik kararlılığı, yüksek özdirenci, dielektrik sabiti ve döndürmeyle kaplama ile geniş alanlara kolayca uygulanabilmesi gibi avantajlarından dolayı kapı yalıtkan tabakası olarak PMMA da çalışıldı. Kapı elektrotu olarak ITO, kaynak-savak elektrotu olarak Ag kullanılarak farklı kalınlıklardaki PMMA kapı yalıtkan tabakanın OFET performansı üzerindeki etkisi de incelendi. Hazırlanan OFET'lerin performans karakteristikleri (çıkış ve transfer) atmosfer ortamında ölçüldü. Üretilen P3HT tabanlı OFET'lerin akım-voltaj (I-V) ölçümlerinden mobilite, eşik voltajı, alt eşik salınım değeri, açma/kapama oranı, arayüz tuzak yoğunluğu ve kontak direnci gibi elektriksel parametreleri hesaplandı.

Abstract:
In this study, organic field-effect transistors (OFET) with Top-Contact/Bottom-Gate geometry were fabricated by coating the p−channel active material P3HT on different gate insulators using sol-gel spin-coating method. TPU and PMMA were used as gate insulators. TPU insulating polymer was chosen as the gate insulator because of its solution workability, low cost, good storage stability in ambient air and relatively high dielectric constant. The electrical properties of the P3HT-based OFETs, depending on the TPU insulator film thickness, gate and source-drain metal electrodes (Ag and Au), were investigated. PMMA was also studied as the gate insulator layer because of the advantages of it such as thermal and mechanical stability, high resistivity, dielectric constant, and easy application to large areas with spin coating. The effect of PMMA gate insulator layer of different thicknesses on OFET performance was also investigated by using ITO as gate electrode and Ag as source-drain electrode. The performance characteristics (output and transfer) of the prepared OFETs were measured in ambient air. Electrical parameters such as mobility, threshold voltage, subthreshold slope, on/off ratio, interface trap density and contact resistance were calculated from the current-voltage (I-V) measurements of the produced P3HT-based OFETs.