Solution-processed organic field-effect transistorsfrom fundamental aspects to applications

Resumen

En esta tesis hemos estudiado varios factores relacionados con los transistores orgánicos de efecto campo (OFETs) procesados por solución, incluyendo su fabricación, su caracterización eléctrica y posibles aplicaciones, especialmente en el campo de sensores físicos. En este trabajo se han utilizado principalmente disoluciones de diferentes semiconductores orgánicos (OSC) de pequeña molécula tipo-p y polímeros aislantes. La deposición de estas mezclas para obtener las capas activas de los OFETs se ha llevado a cabo mediante una técnica de procesado por solución escalable, en concreto la denominada bar-assisted meniscus shearing (BAMS). El propósito principal de este trabajo ha sido comprender la influencia que tienen los parámetros de fabricación elegidos sobre las propiedades morfológicas y estructurales de las capas activas resultantes, y, por tanto, su impacto en las propiedades eléctricas de los dispositivos finales. Se ha realizado un estudio detallado a escala nanométrica de capas basadas en OSC:polímero aislante, descifrando la separación vertical de ambos componentes y el efecto que tiene sobre la estabilidad y el rendimiento de los dispositivos. Además, se han explorado diferentes métodos de dopaje con el objetivo de mejorar las características eléctricas de los OFETs que sufren de una alta resistencia de contacto. También se ha estudiado la relación entre propiedades morfológicas y eléctricas empleando dispositivos flexibles sometidos a tensión mecánica. Finalmente, gracias a la optimización de los parámetros de procesado se han fabricado OFETs con una alta sensibilidad a radiación de rayos-X, explicando a su vez cómo la morfología y el transporte de carga en la capa activa determinan la respuesta de estos dispositivos.