偏光ラマン顕微鏡を用いたシリコンフタロシアニン薄膜の微細構造変化のイメージング

堆積技術と堆積後処理の選択は、フィルム特性と電荷輸送との複雑な関係を変化させることによって、有機電子デバイスの性能に大きく影響を与える可能性がある。本研究では、偏光ラマン顕微鏡を用いて、新興半導体であるビス（トリ‐n‐プロピルシリルオキシ）シリコンフタロシアニン（（3PS）2‐SiPc）の堆積方法と堆積後の熱アニーリングが薄膜特性に与える影響を調査する。物理蒸着（PVD）とスピンコーティングを比較し、薄膜中の（3PS）2‐SiPc分子の配向を決定し、さらにX線回折によって熱アニーリングによる微細構造と形態の変化を評価する。フィルム形成の違いにもかかわらず、PVDおよびスピンコーティングによって製造された非アニーリング有機薄膜トランジスタ（OTFT）は、同様の電子移動度（μe）が10^-2 cm^2 V^-1 s^-1のオーダーであり、閾値電圧（VT）が10〜20 Vであった。PVDで175 °Cでアニーリングされたフィルムは、新しい多形態に転移し、基板に対してより高い角度で配向した分子を持ち、デバイス性能が低下した。一方、スピンコートされたフィルムは、熱アニーリングによる新しい多形態形成や構造再編成は起こらない。したがって、PVD製造のフィルムは、堆積後の処理によって構造や形状の変化をより容易に受けることができる一方で、スピンコートされたフィルムの微細構造は堆積時に確立される。