Charge Injection Engineering of Ambipolar Field-Effect Transistors for High-Performance Organic Complementary Circuits

双极扩散 材料科学 光电子学 噪声裕度 半导体 晶体管 电子迁移率 场效应晶体管 载流子 有机场效应晶体管 有机半导体 电极 电子线路 纳米技术 电子 电气工程 电压 化学 物理 工程类 物理化学 量子力学
作者
Kang‐Jun Baeg,Juhwan Kim,Dongyoon Khim,Mario Caironi,Dong‐Yu Kim,In–Kyu You,Jordan R. Quinn,Antonio Facchetti,Yong‐Young Noh
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:3 (8): 3205-3214 被引量:149
标识
DOI:10.1021/am200705j
摘要

Ambipolar π-conjugated polymers may provide inexpensive large-area manufacturing of complementary integrated circuits (CICs) without requiring micro-patterning of the individual p- and n-channel semiconductors. However, current-generation ambipolar semiconductor-based CICs suffer from higher static power consumption, low operation frequencies, and degraded noise margins compared to complementary logics based on unipolar p- and n-channel organic field-effect transistors (OFETs). Here, we demonstrate a simple methodology to control charge injection and transport in ambipolar OFETs via engineering of the electrical contacts. Solution-processed caesium (Cs) salts, as electron-injection and hole-blocking layers at the interface between semiconductors and charge injection electrodes, significantly decrease the gold (Au) work function (∼4.1 eV) compared to that of a pristine Au electrode (∼4.7 eV). By controlling the electrode surface chemistry, excellent p-channel (hole mobility ∼0.1-0.6 cm(2)/(Vs)) and n-channel (electron mobility ∼0.1-0.3 cm(2)/(Vs)) OFET characteristics with the same semiconductor are demonstrated. Most importantly, in these OFETs the counterpart charge carrier currents are highly suppressed for depletion mode operation (I(off) < 70 nA when I(on) > 0.1-0.2 mA). Thus, high-performance, truly complementary inverters (high gain >50 and high noise margin >75% of ideal value) and ring oscillators (oscillation frequency ∼12 kHz) based on a solution-processed ambipolar polymer are demonstrated.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
wkc完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
霸气的匕完成签到,获得积分10
2秒前
西瓜宝宝完成签到,获得积分10
2秒前
Cassie完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
优美紫槐应助ronnie采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
桐桐应助Kim采纳,获得10
4秒前
王ch完成签到,获得积分10
5秒前
lideng发布了新的文献求助20
6秒前
6秒前
duran完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
妮妮发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
你在教我做事啊完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
xo80完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
绘风关注了科研通微信公众号
10秒前
Liangang发布了新的文献求助10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
Mr.Left完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
木子发布了新的文献求助10
12秒前
和谐的孱发布了新的文献求助30
12秒前
13秒前
lxn完成签到,获得积分20
13秒前
称心的之玉完成签到 ,获得积分10
13秒前
好运完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
真瑞卍完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
大模型应助ronnie采纳,获得10
15秒前
15秒前
高分求助中
Theoretical Modelling of Unbonded Flexible Pipe Cross-Sections 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Basic And Clinical Science Course 2025-2026 3000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
The polyurethanes book 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5610445
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4694923
关于积分的说明 14885144
捐赠科研通 4722453
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2545155
邀请新用户注册赠送积分活动 1509949
关于科研通互助平台的介绍 1473063