परिलीन डाइइमाइड डेरिवेटिव्स पर आधारित n-चैनल ऑर्गेनिक ट्रांजिस्टरों की परिवेशीय स्थिरता पर ऊर्जा और गतिशील कारकों के बीच अंतःक्रिया

n-चैनल ऑर्गेनिक पतली फिल्म ट्रांजिस्टर (OTFTs) की हवा स्थिरता पर ऊर्जा और गतिशील कारकों के बीच अंतःक्रिया के प्रभावों का अध्ययन दो परिलीन डाइइमाइड (PDI) यौगिकों का उपयोग करते हुए किया गया, जिनमें स्पष्ट रूप से भिन्न न्यूनतम अप्रयुक्त आणविक कक्ष (LUMO) स्तर हैं। अनुभवजन्य ऊर्जा स्तर खिड़कियों के आधार पर, एक यौगिक (N,N′-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,5-नॉनफ्लोरोपेंटिल)-3,4:9,10-टेट्राकार्बॉक्सिलिक एसिड डाइइमाइड (PDI-F): −3.84 eV) हवा स्थिरता के लिए प्रारंभिक क्षेत्र में है, जबकि दूसरा (N,N′-bis(cyclohexyl)-1,7-डाइकैनो-परिलीन-3,4:9,10-टेट्राकार्बॉक्सिलिक एसिड डाइइमाइड (PDI-CN2): −4.33 eV) हवा-स्थिर क्षेत्र में है। निष्क्रिय वातावरण और हवा में चार्ज-परिवहन व्यवहारों का अध्ययन सक्रिय परत की मोटाई के फ़ंक्शन के रूप में किया गया। हवा में चार्ज परिवहन दोनों यौगिकों के लिए सक्रिय परत की मोटाई से काफी प्रभावित था, एक प्रभाव जो अब तक अनदेखा किया गया था। हवा-अस्थिर PDI-F TFTs की परिवेशीय स्थिरता मोटाई के ∼10 मोनोलेयर्स (ML) से अधिक के लिए उल्लेखनीय रूप से बढ़ गई। आश्चर्यजनक रूप से, पहले से विचारित “हवा-स्थिर” PDI-CN2 TFTs हवा में स्थिर नहीं थे यदि सक्रिय परत की मोटाई ∼4 ML से कम थी। PDI पतली फिल्मों की आणविक पैकिंग और अभिविन्यास का अध्ययन ग्रेज़िंग इन्सिडेंस एक्स-रे डिफ्रेक्शन (GIXD) और नज़दीकी किनारे एक्स-रे अवशोषण ठीक संरचना (NEXAFS) का उपयोग करते हुए किया गया। हमने पाया कि हवा स्थिरता के लिए आवश्यक न्यूनतम मोटाई LUMO स्तर, फिल्म आकृति और फिल्म विकास मोड से निकटता से संबंधित है।