Aufklärung des Funktionsprinzips und Optimierung eines organischen lichtemittierenden Feldeffekttransistors

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Heinz von Seggern
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5438790

Ziel des Forschungsprojektes ist es, die Ursachen für eine kürzlich entdeckte Lichtemission aus einem organischen Feldeffekttransistor aufzuklären, und dieses Wissen für die Optimierung und Weiterentwicklung eines neuen Bauelements zu nutzen. Aufzuklären ist, wieso es zu einer Elektrolumineszenz kommt, obwohl der Transistor in einem unipolaren Spannungsbereich betrieben wird. In diesem Zusammenhang steht auch die Aufklärung des Mechanismus der Elektroneninjektion aus einer Goldelektrode in den organischen Halbleiter trotz einer für das Elektron zu überwindenden Energiebarriere von ca. 2eV. Die verschiedenen Möglichkeiten, die zu einer Lichtemission führen können, sollen durch physikalische Charakterisierungen wie XPS/UPS Messungen an der Grenzfläche und der Elektrolumineszenzspektroskopie untersucht werden. Die Rolle möglicher Feldüberhöhungen an einer nicht perfekten Drainelektrode, z.B. durch Unterätzung aber auch durch Isolatorrauhigkeiten sowie deren Einfluss auf die Injektion, muss zum tieferen Verständnis der Vorgänge aufgeklärt werden. Neben der gezielten präparativen Variation der Elektrodenmorphologie erfordert dies eine zweidimensionale Simulation der Feld- und Ladungsträgerverteilung. Dafür notwendige Materialparameter sind messtechnisch aus CV-Messungen an MIS-Strukturen, Flugzeitexperimenten und Transistormessungen zu bestimmen. Nach Aufklärung der Ursachen erfolgt die Umsetzung in einem neuen Bauelement mit optimierter Ladungsträgerinjektion und -rekombination. Als technologischer Zwischenschritt wird ein OLED/OFET-Hybrid angestrebt, bei dem eine Elektrode der OLED durch den Transportkanal eines OFETs ersetzt wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr. Christian Melzer