シリカナノ粒子を分散した塗布型有機トランジスタのデバイス特性

摘要

The effect of the dispersion of silica nanoparticles (SNPs) on solution-processable organic field-effect transistors (OFETs) is investigated using a typical soluble semiconductor of regioregular poly(3-hexylthiophene) (P3HT). The dewetting of an organic solution of P3HT on hydrophobic substrates treated with octadecyltrichlorosilane (ODTS) is improved by the dispersion of SNPs that have phenyl surfactants, which allows fabricating uniform P3HT films on ODTS-treated substrates using spin-coating processes. In addition, the dispersion of SNPs enhances the crystallization of P3HT films. This in turn increases filed-effect mobility on non-treated substrates and compensates the degradation of mobility associated with dispersion of SNPs on ODTS-treated substrates.%ボトムゲート構造の有機電界効果トランジスタ（OFET）におけるゲート絶縁膜の表面処理は電界効果移動度を大きく増加させるが、半導体溶液の濡れ性を著しく低下させるという実用化への課題がある。本研究では、高分子半導体として代表的なpoly（3-hexylthiophene）（P3HT）溶液へのシリカナノ粒子（SNPs）の分散による濡れ性の向上について報告する。P3HT 溶液の疎水化処理した基板上への濡れ性は微量のSNPs分散により大きく改善され、また、P3HT 膜の結晶化が促進されることが分かった。SNPs を分散したP3HT 薄膜を用いたOFETにおいても、比較的良好なFET 特性を示すことが分かった。