velikost textu

Optimization of multilayer structures for organic electronics

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Optimization of multilayer structures for organic electronics
Název v češtině:
Optimalizace vícevrstvých struktur pro organickou elektroniku
Typ:
Disertační práce
Autor:
Bartosz Paruzel, Ph.D.
Školitel:
RNDr. Jiří Pfleger, CSc.
Oponenti:
doc. Ing. Ladislav Kalvoda, CSc.
doc. Ing. Tomáš Syrový, Ph.D.
Konzultant:
prof. RNDr. Jiří Vohlídal, CSc.
Id práce:
128515
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
Program studia:
Makromolekulární chemie (P1405)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
27. 9. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
Polovodivé polymery, transport a generace náboje, organická flexibilní elektronika, organické fotovoltaické články, organické tenkovrstvé tranzistory
Klíčová slova v angličtině:
Semiconductive polymers, charge carrier transport and generation, organic flexible electronics, organic photovoltaics, organic thin film transistors
Abstrakt:
Abstrakt Elektronické prvky z organických materiálů, jako jsou například organické tranzistory řízené elektrickým polem (OFET), elektroluminiscenční diody (OLED), odporové paměťové prvky nebo fotovoltaické články, jsou v posledních letech předmětem rostoucího vědeckého zájmu, který je způsoben širokými aplikačními možnostmi, zejména s ohledem na možnost budoucí hromadné výroby levné tištěné elektroniky. Řada vědeckých článků publikovaných v posledním desetiletí byla zaměřena na vnitřní materiálové vlastnosti organických vodičů, polovodičů a izolantů. Jelikož většina výše uvedených elektronických elementů je založena na vícevrstvých strukturách kombinujících různé materiály s různými elektronickými a optickými vlastnostmi, mohou vzájemné interakce procesů probíhajících v jednotlivých vrstvách významně ovlivňovat funkční vlastnosti celého prvku. Cílem této disertační práce je přispět k charakterizaci a lepšímu porozumění vzájemného působení procesů probíhajících v jednotlivých vrstvách vícevrstvých struktur organických elektronických prvků. Nejvýznamnější dosažené výsledky jsou následující: (i) Byla zlepšena termická stabilita dielektrických vlastností polymerního dielektrika poly[2- kyanoethyl(vinyl)etheru] (CEPVA), které se vyznačuje vysokou hodnotou elektrické permitivity, ale nízkou teplotou skelného přechodu Tg. Nalezením optimálních podmínek síťování polymeru nebo přípravou polymerní směsi s polymerem s vyšším Tg byly připraveny stabilnější dielektrické vrstvy s minimálním poklesem hodnoty elektrické permitivity a vyšším elektrickým odporem. (ii) V polymeru CEPVA byly pomocí kombinace metod IČ, NMR a širokopásmové dielektrické spektroskopie identifikovány procesy, které mohou ovlivňovat transport nosičů náboje v aktivním kanálu OFET tvořeného přilehlou vrstvou organického polovodiče bis(triisopropylsilylethynyl)u. (iii) Bylo prostudováno působení plazmonických jevů i sekundárních neplazmonických vlivů přítomnosti nanočástic zlata na optické a elektrické vlastnosti vrstev poly(3- hexylthiofenu) (P3HT). (iv) Byly navrženy směsi konjugovaných polymerů na bázi diketopyrolopyrolu (DPP), jako děrově transportní polymerní matrice, a nízkomolekulárních elektronových akceptorů na bázi derivátů perylenu, které v tenkých vrstvách vykazují hysterezi ve volt-ampérových charakteristikách. Tyto směsi byly dále použity jako aktivní vrstvy v odporových napěťově nezávislých pamětích (memristorech) (v) Bylo dosaženo zlepšení charakteristik memristorů optimalizací vícevrstvé struktury, v níž je zachycený náboj stabilizován vzájemnou interakcí mezi nabitými nanočásticemi zlata a permanentními dipóly polymeru s vysokou permitivitou. Klíčová slova: polymerní dielektrika, polymerní sítě, organické polovodiče, organické tranzistory řízené elektrickým polem, plasmonické nanočástice, memristory
Abstract v angličtině:
Abstract Organic electronic devices such as organic field effect transistors (OFETs), light- emitting diodes (OLEDs), resistive memory elements or organic solar cells have attracted an increasing attention in recent years due to the vision of a low-cost and large-scale production of printable electronics. Many papers published during the last decade focused on the intrinsic properties of organic conductors, semiconductors and dielectric materials. Since most of the devices consist of multilayer structures the mutual influence of the processes that take place in the particular layers are important for the functionality of the whole device. This work is aimed to contribute to the characterization and understanding of the mutual interactions of individual layers in the multilayer structures of organic devices. The main achievements of this work can be listed as: (i) Optimization of the thermal stability and dielectric properties of cyanoethylated polyvinylalcohol (CEPVA) high-k dielectric by the crosslinking reaction with the low molecular weight materials or mixing with a high Tg polymer. (ii) Finding possible phenomena in the CEPVA polymer dielectric that influence the charge carrier transport in the OFET active channel made of bis(triisopropylsilylethynyl) pentacene organic semiconductor, using a combination of methods as FTIR, solid-state NMR and broad-band dielectric spectroscopy. (iii) Showing the role of both plasmonic and non-plasmonic secondary effects of gold nanoparticles (NPs) arrays on the optical and electrical properties of poly (3- hexylthiophene) (P3HT) by analyzes of thermal dependences of electrical conductivity and optical absorption in UV-vis region. (iv) Design of the blends consisting of conjugated diketopyrrolopyrrole (DPP) based polymers, as a hole transporting polymer matrix, molecularly doped with the low molecular mass electron acceptors based on perylene derivatives that show hysteresis in their current-voltage characteristics, Those blends were applied as active layers in resistive non-volatile memory elements (memristors). (v) Improvement of the memory behavior by designing a multilayer structure in which the trapped charge is stabilized by a mutual interaction between charged Au nanoparticles and permanent dipoles of the high-k CEPVA polymer. Keywords: high-k polymer dielectric, crosslinking, OFET, organic semiconductors, charge transport, plasmonic nanoparticles, memristor,
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Bartosz Paruzel, Ph.D. 4.53 MB
Stáhnout Příloha k práci Bartosz Paruzel, Ph.D. 13.09 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Bartosz Paruzel, Ph.D. 264 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Bartosz Paruzel, Ph.D. 254 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Bartosz Paruzel, Ph.D. 654 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Ing. Ladislav Kalvoda, CSc. 584 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Ing. Tomáš Syrový, Ph.D. 696 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 580 kB