FWF-TRP239-In-situ charac. - In-situ Produktion und Charakterisierung von organischen Transistoren

Elektronische Bauelemente basierend auf organischen Materialen werden als besonders rele-vant für zukünftige Technologien angesehen. Vorteile dieser sogenannten „Plastikelektronik“ sind ihre Flexibilität, die billige, großflächige Herstellung und ihr geringes Gewicht. Man kann sich damit sogar die Entwicklung einer „grünen“, schadstofffreien Elektronik vorstellen. Um die Marktreife vieler dieser Produkte zu erzielen sind allerdings noch eine Reihe von Problemen zu bewältigen. Einige der Herausforderungen sind die Reproduzierbarkeit, die elektrische und chemische Stabilität und die Elektronenbeweglichkeit in den Bauelementen. Diese Themen sollen im vorgeschlagenen Projekt behandelt werden, um die Produktion, Charakterisierung und Optimierung von neuartigen organischen Bauelementen zu ermöglichen. Zur Erreichung dieses Zieles wird die Kollaboration von zwei Instituten vorgeschlagen, dem Institut für Festkörperphysik der TU Graz und dem Institut für Oberflächentechnologie und Photonik der Joanneum Forschungsgesellschaft in Weiz. In beiden Instituten besteht eine langjährige Expertise im Bereich der Fabrikation und Charakterisierung von organischen Schichten und organischen Halbleiterbauelementen. Im vorgeschlagenen Projekt sollen neuartige organische Dünnschichttransistoren (OTFT) hergestellt und untersucht werden. Die Neuartigkeit dieses Projektes ist die einzigartige Kombination von in-situ oberflächenanalytischen Methoden zur Schichtcharakterisierung mit in-situ Untersuchungen der elektrischen Eigenschaften von OTFTs. Es ist bekannt, dass die Morphologie, Struktur und chemische Zusammensetzung der ersten Lagen bereits die Funktionalität eines organischen Transistors wesentlich bestimmt. Die organischen Schichten, wie auch teilweise die Elektroden werden durch Aufdampfen im Vakuum, bzw. Ultrahochvakuum hergestellt und mit einer Vielzahl von oberflächenanalytischen Methoden charakterisiert. Insbesondere sollen vielversprechende neuartige Materialien, sowohl für die aktive Halbleiterschicht (z.B. PTCDI, Rubren, Phthalocyanin) wie auch für die dielektrische Schicht (z.B. PVP, PVCi, BCB, PMS) auf ihre Funktionalität untersucht werden. Der Schwerpunkt der Arbeit wird in der Optimierung des Ladungsträgertransports als Funktion der Schichtdicken, Morphologie und Struktur der Halbleiter und Elektroden in Top und Bottom Kontaktgeometrie sein. Auch wenn das Hauptaugenmerk in diesem Projekt auf organischen Dünnschichttransistoren liegt, werden die Erkenntnisse auch für die Produktion anderer organischer Bauelemente Bedeutung haben, wie z.B. für organische Solarzellen, Leuchtdioden und Sensoren. Anwendungsgebiete dieser Bauelemente werden die Energie- und Unterhaltungsindustrie, aber auch Bereiche wie Medizin, Umwelttechnologie und Nahrungsmittelindustrie sein.