N-Heteroacene als funktionale Halbleiter in anorganisch-organischen Feldeffekttransistoren

Eines der zentralen elektronischen Bauelemente der gedruckten Elektronik ist der gedruckte Feldeffekttransistor. Um diese Bauteile herstellen zu können werden lösliche Halbleiter benötigt, die in Drucktinten eingesetzt werden können. Als n-halbleitende Materialien können beispielsweise ZnO-Nanopartikel eingesetzt werden, die als ZnO-Nanopartikel-Dispersionen verarbeitet werden. Die auf diesem Wege hergestellten halbleitenden Schichten, weisen jedoch Lücken zwischen den Partikeln auf, die in der Halbleiterschicht zu schlechten Ladungstransporteigenschaften führen. Deshalb beschäftigt sich die vorliegende Dissertation mit der Entwicklung von neuen halbleitenden organischen Bindermolekülen auf Basis von Stickstoffheteroacenen, die die Lücken zwischen den Nanopartikeln füllen und somit die Ladungstransporteigenschaften im Transistor verbessern können. Dazu wurden ZnO-Nanopartikel-Dispersionen hergestellt, charakterisiert und im Hinblick auf die Reinheit der Dispersionen optimiert. Weiterhin wurden als organische Binder verschiedene neue Naphtho[2,3-g]chinoxaline und Pyrazino[2,3-b]phenazine hergestellt und charakterisiert. Dabei wurden während des Entwicklungsprozesses die elektronischen Eigenschaften der organischen Binder gezielt auf die Eigenschaften der Nanopartikel abgestimmt. Außerdem wurden die entwickelten organischen Halbleiter auf ihre Stabilität und ihre Eignung als organische Binder untersucht. Als besonders vielversprechend kristallisierte sich hierbei die neu entwickelte Klasse der hochfluorierten Pyrazino[2,3-b]phenazine heraus. Das im Rahmen dieser Dissertation entwickelte hochfluorierte Pyrazino[2,3-b]phenazin konnte zur Infiltrierung von ZnO-Nanopartikel-Schichten verwendet werden. Mit Hilfe der Infiltrationsversuche wurde der positive Einfluss des hochfluorierten Pyrazino[2,3-b]phenazins auf die Transistoreigenschaften der ZnO-Nanopartikel-Schicht im Vergleich zur reinen ZnO-Nanopartikel-Schicht nachgewiesen