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PEDOT:PSS in Crossbar-Strukturen 89 Methode erwies sich als besser reproduzierbar als das mechanische Entfernen. Mit beiden Varianten war es möglich, die Kontaktpads optisch rein zu bekommen. Auf diese Weise wurden Crossbar-Strukturen mit Clevios P in den Kreuzungspunkten A) B) 200μm 250μm Abbildung 6.10: A) Bottom-Elektrode mit PEDOT:PSS. Die Polymerschicht lässt sich mechanisch mit Hilfe von Schaumstostäbchen entfernen. B) Die Polymerschicht wurde durch Ätzen mit Sauersto und einer Schattenmaske strukturiert. und frei gewischten bzw. frei geätzten Kontaktpads hergestellt. In den Messergebnissen wurde kein Unterschied zwischen diesen Methoden gefunden. Die elektrische Charakterisierung zeigte bei 30% der Strukturen einen leicht S-förmigen Verlauf der I-V Kennlinien, während die übrigen Strukturen lineare Kennlinien aufwiesen. In Abbildung 6.11 sind exemplarische I-V Kurven mit S-Form aus Crossbar-Messungen mit Clevios P gezeigt. Die Kontrollmessungen der Top-bzw. Bottom-Elektrode sind ebenfalls dargestellt 2 . Die Messungen wurden mit unterschiedlichen Schichtdicken und Elektrodengröÿen durchgeführt. Daher sind die Absolutwerte nicht exakt vergleichbar. Der S-förmige Verlauf entspricht einem I ∼ V 2 Zusammenhang, wie in Abbildung 6.12 gezeigt ist, und passt daher zu den in Abbschnitt 6.1, Abb. 6.2 gezeigten Messungen sowie den Ergebnissen anderer Gruppen [39, 144]. Die linearen Kennlinien benden sich in derselben Gröÿenordnung wie die S-förmigen. Zudem gab es relative hohe Fluktuationen zwischen Messungen verschiedener Chargen. Es wird davon ausgegangen, dass die Variationen durch die intrinsischen Eigenschaften des Polymers hervorgerufen werden. Zum einen wurden die Messungen an Luft durchgeführt, weshalb der Einuss der Luftfeuchtigkeit nicht ausgeschlossen werden kann [41]. Zum anderen ist PEDOT:PSS auf molekularer Ebene ein relativ inhomogenes Material [39, 38]. Es ist denkbar, dass die Abmessungen der Kreuzungspunkte an die Gröÿenordnung der Domainstrukturen des Polymers herankommen und daher lokale Inhomogenitäten der Leitfähigkeit sich nicht herausmitteln. Die elektrische Charakterisierung der leitfähigen Polymere wurde hauptsächlich im Spannungsbereich ± 1 V durchgeführt. Versuche bei höheren Spannungen zeigten Fluktuationen, welche sich zwischen verschiedenen Strukturen nicht reproduzieren lieÿen. In Abbildung 6.13 sind exemplarische I-V Kennlinien im Spannungsbereich bis 5 V gezeigt. Als Grund 2 In einigen Fällen deckt der PDMS Block der Top-Elektrode einen Teil der Bondpads ab, sodass eine Kontrollmessung nicht immer möglich war
90 Kapitel 6: Crossbar -Strukturen basierend auf PEDOT:PSS d ClevP=28nm A=100x100nm² d ClevP=85nm A=100x100nm² -4 1,0x10 -5 4,0x10 Strom in A Strom in A 0,0 0,0 -4 -5 -1,0x10 -4,0x10 -1,0 -0,5 0 0,5 1,0 -1,0 -0,5 0 0,5 1,0 Spannung in V Spannung in V Abbildung 6.11: I-V Kurven von Kreuzungspunkten verschiedener Crossbar-Strukturen mit Clevios P. Bei einem Drittel der Messungen zeigt der Verlauf der Kurven eine leichte S-Form. Abbildung 6.12: I-V Kennlinie aus Kreuzungspunkten eines Crossbars mit Clevios P. Während bei kleinen Spannungen die Kennlinie linear ist, wird bei höheren Spannungen eine leichte I ∼ V 2 Abhängigkeit gefunden.
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Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft
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Forschungszentrum Jülich GmbH Pete
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Kurzfassung In dieser Arbeit wurde
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Abstract The focus of this PhD thes
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Inhaltsverzeichnis Abkürzungen XII
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Abkürzungen AFM EBL EUV FIB NIL PL
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2 Kapitel 1: Einleitung einem Ionen
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2 Grundlagen und Methoden 2.1 Theor
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Theoretische Grundlangen 7 zwei Met
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