Rawatan haba dan plasma oksigen bagi meningkatkan prestasi transistor filem nipis berasaskan DPP-DTT

Abstract

Poli[2,5-(2-octyldodecyl)-3,6-diketopyrrolopyrrole-alt-5,5-(2,5-di(thien-2-yl)thieno [3,2-b]thiophene)], DPP -DTT ialah semikonduktor organik jenis p. memiliki mobiliti yang tinggi dengan ciri pemprosesan larutan yang stabil. Fokus pada kajian ini menghasilkan transistor yang baik dengan menitikberatkan penjimatan dan kemudahan penyediaan dimana penyediaan transistor dalam keadaan ambien. DPPDTT ialah polimer yang agak baharu dengan ciri yang menarik iaitu kestabilan dalam udara, penggunaanya sebagai saluran aktif memberi peluang kepada peranti aplikasi masa hadapan berdasarkan Transistor Filem Nipis Organik (OTFT). Selain itu, bahan ini menjadi pilihan dan banyak digunakan dalam aplikasi Transistor Kesan Medan (FET) yang berprestasi tinggi. DPP-DTT juga diaplikasikan secara meluas dalam aplikasi fotovoltaik dan sel suria kerana prestasinya yang stabil. Walaupun, polimer ini telah dikaji secara meluas dalam aplikasi OTFT, rawatan sebelum mendeposit lapisan DPP-DTT kurang dilaporkan. Sehubungan itu, tesis ini memfokuskan beberapa kaedah bagi meningkatkan keupayaan OTFT. Pertama, mengkaji kesan rawatan haba ke atas DPP-DTT. Didapati prestasi transistor yang paling baik adalah pada penyepuhlindapan 100°C selama 15 minit didalam vakum. Kedua, mengenakan rawatan pada dielektrik bagi meningkatkan pertumbuhan DPP-DTT diatas substrat. Rawatan yang dicadangkan ialah rawatan plasma oksigen. Rawatan ini menjadikan permukaan substrat lebih hidrofilik kepada larutan. Hasilnya pada penjanaan kuasa 15 W selama 10 minit, transistor bertambah baik dengan catatan mobiliti yang tinggi iaitu 1.2 cm2/Vs Hampir keseluruhan proses fabrikasi dijalankan dalam keadaan ambien. Seterusnya, kaedah yang digunakan bagi mendeposit filem nipis ialah teknik salutan putaran. Dimana teknik ini hanya memerlukan kos rendah dan mudah untuk diaplikasikan. Kunci kepada penyelidikan ini adalah untuk mengenalpasti kebolehgunaan OTFT dengan mengukur sifat elektriknya dengan variasi lima lebar yang berbeza panjang (W/L) menggunakan perisian dalaman dan unit ukuran sumber Keithley 236. Prestasi transistor kemudiannya dianalisis berdasarkan keluk pemindahan, mobiliti, nisbah arus hidup/mati, voltan ambang dan voltan sub-ambang boleh diekstrak daripada keluk pemindahan. Kesemua parameter adalah penting bagi menunjukkan merit prestasi OTFT. Morfologi filem nipis DPP-DTT juga dianalisis menggunakan Mikroskop Daya Atom (AFM) dan pembelauan sinar-x (XRD) dengan rawatan dan tanpa rawatan.