Steigerung der Langzeitstabilität digitaler organischer Schaltungen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Organische Transistoren sind Feldeffekt-Transistoren, bei denen der Halbeiter als dünne Schicht aus konjugierten organischen Molekülen ausgebildet ist. Organische Transistoren können bei niedrigen Temperaturen (unterhalb von etwa 100 °C) und deshalb auch auf unkonventionellen Substraten, wie Kunststofffolien und Papier, hergestellt werden. Daher eignen sich organische Transistoren für flexible elektronische Systeme, wie biegsame Bildschirme und dehnbare Sensoren. Ein Nachteil organischer Transistoren ist ihre Instabilität gegenüber Alterung und Spannungs-Stress. Die diesen Instabilitäten zu Grunde liegenden Mechanismen sind noch Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen, allerdings ist bereits bekannt, dass organische Transistoren, die mit sehr niedrigen Spannungen betrieben werden können, eine bessere Langzeit-Stabilität aufweisen. Ein weiterer Nachteil organischer Transistoren sind die relativ großen Parameterschwankungen. Die Instabilität gegenüber Alterung und Spannungs-Stress und die Parameterschwankungen führen zu Herausforderungen beim Entwurf langlebiger organischer integrierter Schaltungen. In diesem Projekt haben wir große Fortschritte in zwei wichtigen Aspekten im Hinblick auf die Verbesserung der Langzeitstabilität organischer integrierter Schaltungen erzielt: Wir haben Verbesserungen am Herstellungsprozess vorgenommen, so dass wir jetzt organische Transistoren herstellen können, die sich mit Spannungen von weniger als 1 V betreiben lassen. - Wir haben eine Reihe innovativer Schaltungskonzepte entwickelt, die zu einer deutlich verbesserten Langzeitstabilität organischer integrierter Schaltungen führen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Below-one-volt organic thin-film transistors with large on/off current ratios. Organic Electronics, 49, 179-186.
Zschieschang, Ute; Bader, Vera Patricia & Klauk, Hagen
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Stable, Self-Biased and High-Gain Organic Amplifiers with Reduced Parameter Variation Effect. 2018 IEEE Asian Solid-State Circuits Conference (A-SSCC). IEEE.
Seifaei, Masoud; De Dorigo, Daniel; Ingvar, Fleig David; Kuhl, Matthias; Zschieschang, Ute; Klauk, Hagen & Manoli, Yiannos
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Achieving Ultralow Turn-On Voltages in Organic Thin-Film Transistors: Investigating Fluoroalkylphosphonic Acid Self-Assembled Monolayer Hybrid Dielectrics. ACS Applied Materials & Interfaces, 11(30), 27104-27111.
Acharya, Rachana; Peng, Boyu; Chan, Paddy K. L.; Schmitz, Guido & Klauk, Hagen
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Modified Bootstrap Switching Scheme for Organic Digital Integrated Circuits. IEEE Solid-State Circuits Letters, 2(10), 219-222.
Seifaei, Masoud; Schillinger, Daniel; Kuhl, Matthias; Keller, Matthias; Zschieschang, Ute; Klauk, Hagen & Manoli, Yiannos
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Flexible low-voltage high-frequency organic thin-film transistors. Science Advances, 6(21).
Borchert, James W.; Zschieschang, Ute; Letzkus, Florian; Giorgio, Michele; Weitz, R. Thomas; Caironi, Mario; Burghartz, Joachim N.; Ludwigs, Sabine & Klauk, Hagen
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Nanoscale flexible organic thin-film transistors. Science Advances, 8(13).
Zschieschang, Ute; Waizmann, Ulrike; Weis, Jürgen; Borchert, James W. & Klauk, Hagen
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Subthreshold Swing of 59 mV decade−1 in Nanoscale Flexible Ultralow‐Voltage Organic Transistors. Advanced Electronic Materials, 8(5).
Geiger, Michael; Lingstädt, Robin; Wollandt, Tobias; Deuschle, Julia; Zschieschang, Ute; Letzkus, Florian; Burghartz, Joachim N.; van Aken, Peter A.; Weitz, R. Thomas & Klauk, Hagen
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Source-Degenerated Schmitt-Trigger-Based High-Performance Digital Logic for Flexible Organic Thin-Film Transistor Technologies.
Seifaei, Masoud; schillinger, Daniel; Malurpatna, Prabhu Pratiksha; mohammadi, kharkeshi mohsen; Zschieschang, Ute; cuignet, xavier; Klauk, Hagen & Manoli, Yiannos
