Titelaufnahme

Titel
Der Einsatz pflanzenbasierender Materialien bei der Herstellung von organischen Feldeffekttransistoren / eingereicht von Esther Karner
Verfasser/ VerfasserinKarner, Esther
Begutachter / BegutachterinMüller, Maria
Erschienen2015
Umfang110 Bl. : Zsfassungen (2 Bl.) ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Masterarb., 2015
Anmerkung
Zsfassungen in dt. und engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Organischer Feldeffekttransistor / Organischer Feldeffekttransistor / Online-Ressource
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-85096 Persistent Identifier (URN)
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Der Einsatz pflanzenbasierender Materialien bei der Herstellung von organischen Feldeffekttransistoren [6.27 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Masterarbeit befasst sich mit dem Einsatz von organischen und pflanzenbasierenden Materialien bei der Herstellung von organischen Feldeffekttransistoren (engl.: organic field effect transistors, OFETs). Die Materialien wurden entweder als dielektrische oder halbleitende Schicht in OFETs eingesetzt. Zu den verwendeten pflanzlichen Materialien zählen Carnaubawachs, Gummi arabicum, Mastix, Cellulose und TMSC (Trimethylsilylcellulose) als Dielektrika sowie Indigo als Halbleiter. Zusätzlich wurde Paraffinwachs als organisches Dielektrikum sowie Pentacen und Chinacridon als organische Halbleiter eingesetzt. Bevor die Materialien in OFETs eingesetzt werden konnten, wurden diese hinsichtlich ihrer Oberflächeneigenschaften und bei Dielektrika zusätzlich auch auf ihre dielektrischen Eigenschaften untersucht. Zur Bestimmung der Oberflächeneigenschaften eines Materials wurde die Schichtdicke mittels Profilometrie gemessen, die freie Oberflächenenergie mittels Kontaktwinkelmessung ermittelt und die RMS (engl.: root-mean-squared)-Rauigkeit mittels AFM (engl.: atomic force microscopy)-Aufnahme bestimmt. Zur Charakterisierung der dielektrischen Eigenschaften wurden Plattenkondensatoren mit einem Hybrid-Dielektrikum (Aluminiumoxid plus das zu testende Material) hergestellt. Im Rahmen dieser Masterarbeit konnte ein zum Großteil erfolgreicher Einsatz von pflanzlichen Materialien bei der Verwendung als funktionelle Schichten in OFETs gezeigt werden. Zudem konnte bei der Kombination von Aluminiumoxid plus Paraffinwachs als Dielektrikum mit dem Halbleiter Indigo ein ambipolares Transistorverhalten gezeigt werden. Die Testungen pflanzenbasierender Materialien auf einen möglichen Einsatz in elektronischen Bauelementen liefern damit einen wichtigen Beitrag in Richtung nachhaltiger Elektronik.

Zusammenfassung (Englisch)

The scope of this thesis is the evaluation of organic and natural materials as functional layers in organic field effect transistors (OFETs). Plant-based materials, like gum mastic, gum arabic, carnauba wax and cellulose are integrated as thin gate dielectrics layers, and indigo as thin semiconducting layer, in OFETs. Additionally, the non-natural organic material paraffin wax is used as gate dieletric and quinarcridone and pentacene are implemented as thin semiconducting layers. Before these materials (especially the dielectrics) are used in OFETs the surface and dielectric properties are investigated in detail. The surface properties are investigated by contact angle measurements, atomic force microscopy measurements and profilometry in order to determine the surface energy, RMS-roughness and the thicknesses of the thin films, respectively. In order to characterize the dielectric properties, capacitor structures with a bi-layer dielectric, consisting of alumina and a thin film of the new dielectric materials are fabricated. Furthermore, AFM measurements are done in order to characterize the morphology of the evaporated organic semiconductors films like pentacene, quinarcridone and indigo. An influence between the morphology of the semiconducting films and the electrical performance of the fabricated transistors is also observed. Many combinations of these materials showed excellent transistor behavior. Thin indigo films applied on paraffin wax even showed ambipolar transistor behavior. In this thesis, a new class of natural organic materials (in combination with non-natural organic materials) is successfully integrated as functional layers in OFETs and may contribute to a green, sustainable electronic future.