Düşük çalışma voltajına duyarlı alan etkili organik transistörlerin üretimi ve karakterizasyonu
Manufacturing and characterization of low working voltage sensitive field effect organic transistors
- Tez No: 958805
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT KÖKER, DOÇ. DR. ARİF KÖSEMEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Bu çalışmada, organik alan etkili transistörlerin (OFET'ler) performansını artırmak amacıyla, düşük çalışma voltajları ve yüksek performans elde etmek için plastikleştirilmiş poli (metil metakrilat) (PMMA) dielektrik malzemesinin kullanımı incelenmektedir. Temelde OFET'lerin elektriksel performansı; cihaz geometrisi, organik yarı iletkenin elektriksel özellikleri ve dielektrik malzemenin özellikleri gibi bir dizi faktöre bağlıdır. Bu çalışmada, plastikleştirilmiş PMMA'nın dielektrik özellikleri detaylı bir şekilde analiz edilmiş ve bu malzemenin organik elektronik cihazlarda, düşük eşik voltajı ve yüksek taşıyıcı hareketliliği ile daha verimli çalışma sağladığı ortaya koyulmuştur. Plastikleştirilmiş PMMA, propilen karbonat (PC) içinde çözülerek bir dielektrik malzeme olarak geliştirilmiştir. Plastikleştirilmiş PMMA ile yapılmış olan organik alan etkili transistörler, düşük eşik voltajı ve yüksek taşıyıcı hareketliliği gösterirken, saf PMMA kullanılarak yapılan OFET'lere kıyasla önemli performans iyileşmeleri sağlamıştır. Bu cihazlar, düşük voltajda yüksek verimlilik sağlamakla birlikte, yüksek termal ve kimyasal stabiliteye de sahiptir. OFET'ler polimetil metakrilatın (PMMA) plastikleştirilmiş bir versiyonundan yapılır ve aktif katman (CuPc) bakır ftalosyaninden kullanılmıştır. Propilen karbonat (PC), bir plastikleştirci olarak kullanılır. Plastikleştirilmiş PMMA'nın kapasite değeri (Ci) 100 Hz frekansında yaklaşık 500 nFcm2 olarak ölçülmüştür ki bu değer, saf PMMA'nın kapasitesinden neredeyse 70 kat daha büyüktür. Plastikleştirilmiş PMMA dielektriklerinin kullanımı yoluyla, yüksek delik hareketlilik değerleri (0.81 cm 2 V-1s-1), düşük eşik voltajları (~ ± 0.1 V) ve düşük çalışma voltajları (0 ila ± 0,8 V) elde edildilmiştir. Üretilen OFET'lerin sıcaklık bağımlılığı da bu tez kapsamında araştırılmıştır ve CuPc'nin aktivasyon enerjisi 29,3meV olarak tahmin edildilmiştir. Plastikleşmiş Organik Alan Etkili Transistörler (OFET), normal atmosfer ortamında gerçekleştirilen 3600 ölçüm döngüsü boyunca kararlılık göstermiştir. Çalışma, plastikleştirilmiş PMMA'nın dielektrik özelliklerinin, organik alan etkili transistörlerde verimliliği artırmak için etkili bir strateji sunduğunu ve bu malzemenin organik elektronik cihazlarda büyük bir potansiyel taşıdığını vurgulamaktadır. Sonuç olarak, plastikleştirilmiş PMMA, organik elektronik cihazların performansını iyileştirmek ve düşük voltajda stabil çalışma sağlamak için umut verici bir malzeme olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu bulgular, gelecekteki organik elektronik uygulamalarında bu malzemenin kullanımını destekleyebilir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the use of plasticized poly(methyl methacrylate) (PMMA) dielectric material to achieve low operating voltages and high performance in order to improve the performance of organic field effect transistors (OFETs). Basically, the electrical performance of OFETs depends on a number of factors such as device geometry, electrical properties of organic semiconductor and properties of dielectric material. In this study, the dielectric properties of plasticized PMMA were analyzed in detail and it was revealed that this material provides more efficient operation in organic electronic devices with low threshold voltage and high carrier mobility. Plasticized PMMA was developed as a dielectric material by dissolving it in propylene carbonate (PC). This material was characterized by high capacitance values and low operating voltages in devices with Metal-Insulator-Semiconductor (MIS) and Metal-Insulator-Metal (MIM) structures. Organic field effect transistors made with plasticized PMMA have shown significant performance improvements over OFETs made using pure PMMA, while exhibiting low threshold voltage and high carrier mobility. These devices provide high efficiency at low voltage and have high thermal and chemical stability. In this thesis, OFETs are made of a plasticized version of polymethyl methacrylate (PMMA) and the active layer (CuPc) is made of copper phthalocyanine. Propylene carbonate (PC) is used as a plasticizer. The capacitance value (Ci) of the plasticized PMMA was measured as approximately 500 nFcm2 at 100 Hz frequency, which is almost 70 times larger than the capacitance of pure PMMA. High hole mobility values (0.81 cm2 V-1s-1), low threshold voltages (~±0.1 V) and low operating voltages (0 to ±0.8 V) were achieved through the use of plasticized PMMA dielectrics. The temperature dependence of the fabricated OFETs was also investigated in this thesis and the activation energy of CuPc was estimated as 29.3meV. Plasticized Organic Field Effect Transistors (OFET) have demonstrated stability over 3600 measurement cycles in normal atmospheric environment. The study highlights that the dielectric properties of plasticized PMMA provide an effective strategy to increase the efficiency in organic field effect transistors and that this material has great potential in organic electronic devices. In conclusion, plasticized PMMA appears as a promising material to improve the performance of organic electronic devices and provide stable operation at low voltage. These findings may support the use of this material in future organic electronic applications and contribute to the development of organic electronic systems.
Benzer Tezler
- Mobil telefon kullanımına bağlı oluşan 900-1800 mhz radyo frekans dalgalarının meydana getirdiği elektromanyetik alanın iliak kanat kemik mineral yoğunluğuna etkisi
The effect of electromagnetic fields on bone mineral density of iliac bone produced by 900-1800 mhz radio frequency waves dependent on cellular phone usage
BEŞİR ANDAÇ AKSOY
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2006
Ortopedi ve TravmatolojiSüleyman Demirel ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NEVRES HÜRRİYET AYDOĞAN
- Optoelektronik uygulamalar için hibrit fonksiyonel yarı iletkenler
Hybrid functional semiconductors for optoelectronic applications
DEMET ASİL ALPTEKİN
- RPC detektörlerde kullanılan elektrot materyallerinin incelenmesi
Examination of electrode materials used in RPC detectors
BETÜL ELBİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN DEMİR
- Design of a computer controlled test chamber for fluorescence based gas sensors
Floresans tabanlı gaz sensörleri için bilgisayar kontrollü test sistemi tasarımı
DENİZ SAYIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ GELİR
- Elektroeğrilmiş pan-porfirin nanofiberlerin elektrokimyasal sensör ve hibrit süperkapasitör pil tipi elektrot potansiyelinin i̇ncelenmesi
Investigation of electrochemical sensor and hybrid supercapacitor battery type electrode potential of electrospun pan-porphyrin nanofibers
UMUT GÜZEL
Doktora
İngilizce
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖRKEM OYLUMLUOĞLU