II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

Özet
P3HT ve P3HT+PCBM FİLMLERİN OPTİK
ÖZELLİKLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI
Derya MALKOÇ, Sinem SİPAHİOĞLU, Kadir ESMER, Engin BAŞARAN
Marmara Üniversitesi, Fen–Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü
609
Bu çalışmada, Marmara Üniversitesi tarafından desteklenen altyapı projesi kapsamında,
laboratuarımızda geliştirilen transistör altyapısını oluşturan ince film örneklerin
kısmi optik özellikleri incelendi. Hazırlanan ince film örneklerin
UV/Visible spektrometre cihazı ile görünür bölgede optik ölçümleri yapıldı. P-tip
P3HT ve n tip akseptör PCBM karışımından oluşan ince filmlerin absorbsiyonunun
görünür bölgede azaldığı görüldü. Isıl tavlamadan sonra ince filmlerin absorbsiyon
spektrumunun kırmızıya doğru kaydığı görüldü. Proje kapsamında planlanan OTFT
transistörlerin tasarımı ve üretilmesinde, P3HT ve farklı miktarlarda P3HT+PCBM
karışımının aktif katman (yarı iletken tabaka) olarak kullanılması düşünülmektedir.
Bu nedenle bu tür örneklerin farklı kombinasyonları ve onların optik özelliklerinin
önceden bilinmesi transistör performansı için önem taşımaktadır. UV/Visible
spektrometre ölçüm sonuçları, literatür ile uyumlu olup, OTFT transistörlerin tasarımı
ve üretilmesinde aktif katman olarak kullanılmasına destek sağlayacağı düşünülmektedir.
Giriş
Yarıiletken polimerler, organik ince film transistörler (OTFT), organik ışık yayan
diyotlar (OLED), organik fotovoltaikler (OPV) gibi opto-elektronik aygıtlardaki
uygulamalarda çok fazla ilgi görmüştür. Regioregular poly(3-hexylthiophene) (RR-
P3HT) üzerinde geniş çapta çalışılmıştır, çünkü bu tür aygıtlarda 0.2 cm 2 /Vs kadar
yüksek alan etkili hole mobilitesi [1] elde edilmiştir. Band aralığı [2-5] 1.9 eV/653
nm olarak bulunmuştur. OPV’de elde edilen en yüksek verimlilik P3HT ve [6,6]phenyl-C61-butyric
acid methyl ester (PCBM) bulk heterojunction’da elde edildi.
Aygıt performansını etkileyen birçok faktör açıklandı, örneğin P3HT’nin molekül
ağırlığı [6], karışım düzeni [6,7], tavlama [8-10], film depolanması [7,11-13] vb.
OFET’lerde çeşitli alkil zincirine sahip politiyofenler denenmiştir ve en iyi sonuç
poli(3-hekziltiyofen) de gözlenmiştir [14]. Politiyofenlerin yüksek çözünürlük ve
yüksek iletkenliğe rağmen tek dezavantajları havaya karşı hassas olmalarıdır. Kolay
oksidasyona uğrayabilirler ve bu cihazda zamanla bozulmaya yol açabilir.
Oksidasyon genelde polimer ana zincir üzerindeki π-konjuge sistemine bağlıdır. Bu
sistemin kontrol edilmesiyle ve iyonizasyon potansiyelinin yükseltilmesiyle polimer
daha stabil hale getirilebilir [15].