cnr -spin conduttori organici per...
TRANSCRIPT
CONDUTTORI ORGANICI PER CONDUTTORI ORGANICI PER LL’’ELETTRONICAELETTRONICA
Antonio Antonio CassineseCassinese
CNRCNR--SPIN SPIN -- Dipartimento di Scienze Fisiche Dipartimento di Scienze Fisiche UniversitUniversit àà di Napoli Federicodi Napoli Federico II II
UniversitUniversitàà di Napoli di Napoli ““ Federico IIFederico II””
CNRCNR-- SPINSPIN
1
Semiconduttori organici per lSemiconduttori organici per l ’’ElettronicaElettronica
MULTIFUNZIMULTIFUNZIONALITAONALITA ’’
FILM FILM SOTTILI SOTTILI
ORGANICIORGANICI
BASSI BASSI COSTICOSTI
SUBSTRATI SUBSTRATI FLESSIBILIFLESSIBILI
TailoringTailoringchimico chimico infinitoinfinito
BIOCOMPATBIOCOMPATIBILITAIBILITA ’’
Tecniche di Tecniche di printingprinting rollroll toto
rollroll -- inkjetinkjet
SensingSensing chimico, chimico, biologico, biologico,
Packaging attivoPackaging attivo
Schermi flessibili, Schermi flessibili, Schermi OLEDSchermi OLED
Etichette RFIDEtichette RFID, , Smart Smart objectsobjects , ,
MemorieMemorie
Energia Energia alternativa alternativa
Integrazione con Integrazione con inorganici inorganici -- ibridiibridi
UBIQUITOUS ELECTRONICSUBIQUITOUS ELECTRONICS
““ LL’’ELETTRONICA OVUNQUEELETTRONICA OVUNQUE ””
ROLL TO ROLL ROLL TO ROLL PrintingPrinting
Produzione in larga Produzione in larga scala di dispositivi su scala di dispositivi su
substrati flessibilisubstrati flessibili
TECNICHE DA SOLUZIONE TECNICHE DA SOLUZIONE –– REQUISITO SOLUBILITAREQUISITO SOLUBILITA ’’ -- PRINCIPALMENTE PRINCIPALMENTE POLIMERI POLIMERI –– LOW COSTLOW COST
SPINSPIN--COATINGCOATINGProcess parameters
Solution concentration
Spinning speed
Spinning time
Temperature
TECN. LABORATORIO
INKINK--JET JET PrintingPrinting
Semiconduttori organici per elettronicaSemiconduttori organici per elettronica
PRODOTTI COMMERCIALI PRODOTTI COMMERCIALI –– TV OLEDTV OLEDSemiconduttori organici per elettronicaSemiconduttori organici per elettronica
GIAGIA’’ COMMERCIALIZZATI COMMERCIALIZZATI DA TEMPO: DA TEMPO: MINI MINI
DISPLAYS DISPLAYS –– PER PER CELLULARI, OROLOGI E CELLULARI, OROLOGI E
MP3 PLAYERSMP3 PLAYERS 4
1 ottobre 2012: Smart TV OLED Sony e
Panasonic solo nel 2014
Sony sta sviluppando anchealtre tecnolgie televisori basati
su Crystal LED display
PRODOTTI GIAPRODOTTI GIA’’ COMMERCIALI COMMERCIALI –– SCHERMI AMOLEDSCHERMI AMOLEDSemiconduttori organici per lSemiconduttori organici per l ’’ElettronicaElettronica
Samsung: SERIE GALAXYSamsung: SERIE GALAXY , Nokia , Nokia serieserieLumiaLumia
in in arrivoarrivo : DISPLAY FLESSIBILI, : DISPLAY FLESSIBILI, TABLET, TV TABLET, TV
SUBSTRATE
ANODE
HTL
ETL
CATHODE
VV
VANTAGGI OLEDVANTAGGI OLED•• Assenza di retroAssenza di retro --illuminazioneilluminazione•• Angolo di visuale di 180Angolo di visuale di 180 °°•• Minor consumo di energiaMinor consumo di energia•• Tempi di risposta piTempi di risposta pi ùù rapidi rapidi •• Color Color tunabilitytunability
Mettere dei prodotti commerciali sul mercato va ben oltre la possibilità di avere una tecnologia matura Da un punto di vista tecnologico l’unic aproblematic a ancora aperta resta quella dell’ emissione nel blu
LG e Samsung sviluppano diversi dispositivi basati su OLED
Largest TV oled 55” and 4 mm thick Mitzubishi 155” (unione di piu’ schermi)
NUOVA FRONTIERA: OLED TRASPARENTI
Dal punto di vista tecnologico l’emissione nel Blu e’ l’unico fattore un po limitante.
SCHERMI OLED : COMING SOON SCHERMI OLED : COMING SOON Semiconduttori organici per elettronicaSemiconduttori organici per elettronica
ORGANIC SOLAR CELLSORGANIC SOLAR CELLSSemiconduttori organici per elettronicaSemiconduttori organici per elettronica
Struttura simile ad Struttura simile ad OledOled ((multilayermultilayer ): comportamento Duale ): comportamento Duale –– i i fotoni incidenti generano cariche, con passaggio di corrente fotoni incidenti generano cariche, con passaggio di corrente
Tipologie: Tipologie:
-- Celle completamente Celle completamente organiche (organiche ( heterojunctionheterojunction ))
-- Celle ibride Celle ibride organicheorganiche --inorganicheinorganiche ((ZnOZnO ,TiO2 es.),TiO2 es.)
-- Celle Celle DyeDye sensitizedsensitized
7
RECORD DI EFFICIENZA 2012RECORD DI EFFICIENZA 2012
•• PolyeraPolyera (USA) (USA) –– 9.1 % (Feb., 2012) 9.1 % (Feb., 2012)
•• HeliatekHeliatek ((GermanyGermany ) ) –– 10.7 % (May, 2012) 10.7 % (May, 2012)
Semiconduttori organici per lSemiconduttori organici per l ’’ElettronicaElettronica
MATERIALI ORGANICI DI ORIGINE NATURALIMATERIALI ORGANICI DI ORIGINE NATURALI
INDACO: colorante INDACO: colorante naturale per i bluenaturale per i blue --jeansjeans
Semiconduttori organici per lSemiconduttori organici per l ’’ElettronicaElettronica
ROLLABLE DISPLAYS: SONYROLLABLE DISPLAYS: SONY
OLED PILOTATI DA OLED PILOTATI DA TRANSISTOR TRANSISTOR
ORGANICI ORGANICI
Semiconduttori organici per lSemiconduttori organici per l ’’ElettronicaElettronica
DOLLARDOLLAR SWISS FRANC SWISS FRANC YENYEN
Semiconduttori organici per lSemiconduttori organici per l ’’ElettronicaElettronica
Aspetti fondamentali del Aspetti fondamentali del Trasporto di caricaTrasporto di carica
TRASPORTO DI CARICA TRASPORTO DI CARICA –– EQUIVALENTI DELLA BANDA DI EQUIVALENTI DELLA BANDA DI VALENZA E DI CONDUZIONEVALENZA E DI CONDUZIONE
ORBITALI MOLECOLARI e RELATIVI ORBITALI MOLECOLARI e RELATIVI STATI ENERGETICISTATI ENERGETICI LUMO: LUMO: LowestLowest
UnoccupiedUnoccupied MolecularMolecularOrbitalOrbital
HOMO: HOMO: HighestHighestOccupiedOccupied MolecularMolecular
OrbitalOrbital
Semiconduttori organici per LSemiconduttori organici per L ’’ElettronicaElettronica
LUMOLUMO
HOMOHOMO
00
AAGG
IIGG
EnergyEnergy
EEgg
BCBC
BVBV
T5 T5 –– PENTATHIOPHENEPENTATHIOPHENE
NELLA REALTANELLA REALTA ’’ SI HANNO, NELLA MAGGIOR PARTE DEI CASI, SI HANNO, NELLA MAGGIOR PARTE DEI CASI, CONDIZIONI INTERMEDIE !!!CONDIZIONI INTERMEDIE !!!
TRASPORTO DI CARICA TRASPORTO DI CARICA –– DIAGRAMMA DI ENERGIA DIAGRAMMA DI ENERGIA -- DIPENDENZA DIPENDENZA DA ORDINE STRUTTURALEDA ORDINE STRUTTURALE
Semiconduttori organici per LSemiconduttori organici per L ’’ElettronicaElettronica
SOLIDI ORGANICI: STRUTTURE ENERGETICHESOLIDI ORGANICI: STRUTTURE ENERGETICHE
BCBC
BVBV
CRISTALLO CRISTALLO MOLECOLAREMOLECOLARE
SOLIDO SOLIDO AMORFOAMORFO
Presenza di Bande Presenza di Bande delocalizzatedelocalizzate --Delocalizzazione debole Delocalizzazione debole --
Larghezza di Banda (0.1Larghezza di Banda (0.1 --0.5 0.5 eVeV) ) ––Effetti Effetti PolaroniciPolaronici
Stati energetici Localizzati Stati energetici Localizzati Distribuzione Gaussiana Distribuzione Gaussiana Meccanismo di Meccanismo di HoppingHopping
GAS PHASE: MOLECOLA ISOLATAGAS PHASE: MOLECOLA ISOLATA
LUMOLUMO
HOMOHOMO
00
AAGG
IIGG
EnergyEnergy
EgEg~ ~ 2,3 2,3 eVeV
BCBC
BVBV
TRASPORTO DI CARICA TRASPORTO DI CARICA –– MOBILITAMOBILITA ’’ -- DIPENDENZA DA ORDINE DIPENDENZA DA ORDINE STRUTTURALESTRUTTURALE
Semiconduttori organici per LSemiconduttori organici per L ’’ElettronicaElettronica
BCBC
BVBV
CRISTALLO CRISTALLO MOLECOLAREMOLECOLARE
Presenza di Bande Presenza di Bande delocalizzatedelocalizzate --MobilitMobilit àà ~~10 10
cmcm 22//volt*secvolt*sec e ue u ~ T~ T--n n
–– CONTRIBUTO CONTRIBUTO POLARONICOPOLARONICO
MobilityMobility versus temperatureversus temperature
SOLIDO AMORFOSOLIDO AMORFO
Stati energetici Stati energetici localizzati localizzati --
HoppingHoppingtermicamente termicamente
attivato attivato -- MobilitMobilit àà: : 1010--55/ 10/ 10--1 1
cmcm 22//volt*secvolt*sec
MobilityMobility versus temperatureversus temperature
TRASPORTO DI CARICA NEGLI ORGANICI TRASPORTO DI CARICA NEGLI ORGANICI –– ASPETTI PECULIARI ASPETTI PECULIARI
Metal
EEFMFM
EE0 0 -- Vacuum levelVacuum level
MΦ
LUMO-E C
HOMO-E V
∆e
∆h
Semiconduttori organici per lSemiconduttori organici per l ’’ElettronicaElettronica
••EFFETTI DI DIPOLI INTERFACCIALI cambiano il livello di vuoto e mEFFETTI DI DIPOLI INTERFACCIALI cambiano il livello di vuoto e m odificano le barriere energetiche allodificano le barriere energetiche all ’’ interfaccia.interfaccia.
••LL’’ INIEZIONE DEI PORTATORI da un elettrodo metallico i n un materialINIEZIONE DEI PORTATORI da un elettrodo metallico i n un material e organico e organico èè un fenomeno ancora non un fenomeno ancora non completamente compreso. I modelli classici (completamente compreso. I modelli classici ( TunnellingTunnelling , Emissione termoionica) sono utili solo in prima , Emissione termoionica) sono utili solo in prima approssimazione. approssimazione.
EFFETTI ESTRINSECI legati alla morfologia dei film organici nellEFFETTI ESTRINSECI legati alla morfologia dei film organici nell a zona di interfaccia con gli elettrodi.a zona di interfaccia con gli elettrodi.
∆∆ee: bassa per iniezione di elettroni: bassa per iniezione di elettroni
∆∆hh: bassa per iniezione di lacune: bassa per iniezione di lacune
Visione Visione semplificatasemplificata
INIEZIONE DAI METALLIINIEZIONE DAI METALLI
ORGANICOORGANICO
Le proprietà di conduzione del materiale bulk sono d ifficili da investigare e non sempre descrivibili con modelli di conduzione derivati dai semiconduttori inorganici e di tipo ho ppingSi pososno osservare contributi polaronici,SCLC, su perconduzione Ferroelettricità
Semiconduttori organici per lSemiconduttori organici per l ’’ElettronicaElettronica
SEMICONDUTTORI ORGANICI sono intrinseci e idealment e SEMICONDUTTORI ORGANICI sono intrinseci e idealment e ambipolariambipolari(conduzione contemporanea di lacune ed elettroni). In realt(conduzione contemporanea di lacune ed elettroni). In realt àà, la maggior parte , la maggior parte dei materiali organici mostra di essere preferenzia lmente di tipdei materiali organici mostra di essere preferenzia lmente di tip o p (trasporto o p (trasporto di lacune) o n (trasporto di elettroni). La mobilitdi lacune) o n (trasporto di elettroni). La mobilit àà di un tipo di portatore di un tipo di portatore èè ciocio èèmolto maggiore dellmolto maggiore dell ’’altra. I materiali organici che si comportano prati camente altra. I materiali organici che si comportano prati camente come come ambipolariambipolari ((µµee≈≈ µµhh) sono rari.) sono rari.
Semiconduttori organici ad elevata mobilitSemiconduttori organici ad elevata mobilit àà (applicazione FET)(applicazione FET)
RAGIONI:RAGIONI:
-- DiversitDiversit àà delle barriere di iniezione per i due tipi delle barriere di iniezione per i due tipi di portatori.di portatori.
-- Maggiore sensibilitMaggiore sensibilit àà di un tipo di portatori di un tipo di portatori (elettroni in particolare) ai meccanismi di (elettroni in particolare) ai meccanismi di trappingtrapping(da impurit(da impurit àà))
TRASPORTO DI CARICA NEGLI ORGANICI TRASPORTO DI CARICA NEGLI ORGANICI –– ASPETTI PECULIARI ASPETTI PECULIARI
PP--TYPETYPE NN--TYPETYPE
Gruppi Gruppi SilanoliSilanoli ((SiOHSiOH))
• Perylene Carboxylic Diimide derivatives
PerylenePerylene DiimidesDiimides
••Electron withdrawing groups:Electron withdrawing groups:CyanoCyano groups, groups, -- (fluorinated side (fluorinated side chaneschanes ))
EFFECTS EFFECTS ofof PROPER FUNCTIONALIZATIONPROPER FUNCTIONALIZATION -- REDUCTION OF LUMO LEVELREDUCTION OF LUMO LEVEL
••CLOSE PACKING CLOSE PACKING (FLUORINATED GROUPS).(FLUORINATED GROUPS).
••THERMODYNAMIC STABILITY vs THERMODYNAMIC STABILITY vs ELECTROCHEMICAL REACTIONS INVOLVING ELECTROCHEMICAL REACTIONS INVOLVING ELECTRONS AND HELECTRONS AND H 22O/OO/O22..
••LOW BARRIER FOR ELECTRON LOW BARRIER FOR ELECTRON INJECTION FROM INJECTION FROM GOLDGOLD ELECTRODES.ELECTRODES.
Nobel Fisica 2010
Portatori sia di tipo p che di tipo n
Andre K. Geim and Konstantin S. Novoselov,
19
Semiconduttori organici per elettronicaSemiconduttori organici per elettronica
Dispositivi di interesse per Dispositivi di interesse per ll ’’Esperienza di LaboratorioEsperienza di Laboratorio
OrganicOrganic FieldField EffectEffect DevicesDevices(OFET)(OFET)
21
OrganicOrganic FieldField EffectEffect TransistorsTransistors
((a) Top a) Top ContactContact / / BottomBottom GateGate (TC/BG)(TC/BG)(b) (b) BottomBottom ContactContact / / BottomBottom GateGate (BC/BG)(BC/BG)(c) (c) BottomBottom ContactContact / Top / Top GateGate (BC/TG)(BC/TG)
STRUTTURE STRUTTURE OFET OFET -- TFTTFT
MOSFETMOSFET
Semiconduttori organici per elettronicaSemiconduttori organici per elettronica
DIFFERENZE PRINCIPALIDIFFERENZE PRINCIPALI
•• MOSFET basato sul MOSFET basato sul fenoemnofenoemno delldell ’’ inversione inversione –– OFET su accumulazione, meccanismo OFET su accumulazione, meccanismo intrinsecamente non lineare intrinsecamente non lineare –– FENOMENO INTERFACCIALE (fattore tecnologicamente FENOMENO INTERFACCIALE (fattore tecnologicamente critico)critico)
•• Semiconduttori organici Semiconduttori organici undopedundoped , tuttavia mostrano un comportamento intrinsecament e , tuttavia mostrano un comportamento intrinsecament e di tipo p o n (meno raramente)di tipo p o n (meno raramente)
•• DrainDrain e Source metallici (resistenze di contatto)e Source metallici (resistenze di contatto)
•• MobilitMobilit àà dei portatori dipendente dalla tensione di gate app licata (da ddei portatori dipendente dalla tensione di gate app licata (da d ensitensit àà dei dei portatori) portatori) 22
Nonostante le notevoli differenze, le equazioni del la corrente Nonostante le notevoli differenze, le equazioni del la corrente IIDSDS=f=f(V(VDSDS, , VVGSGS) negli OFET (in prima approssimazione) sono ident iche a quelle) negli OFET (in prima approssimazione) sono ident iche a quelle dei dei MOSFET MOSFET –– (cambia il significato fisico della (cambia il significato fisico della thresholdthreshold voltagevoltage ))
Semiconduttori organici per elettronicaSemiconduttori organici per elettronicaOrganicOrganic FieldField EffectEffect TransistorsTransistors
)(* thGDSi
DS VVVL
WCI −= µ
LINEARE VLINEARE V GSGS>V>VDSDS
2)(*2 thG
i
DSVV
L
WCI −= µ
SATURAZIONE SATURAZIONE VVGSGS=V=VDSDS
Output curves: IDS vs VDS at different Vg Transfer curve: IDS vs Vg at fixed VDS
MobilitMobilit àà FET compresa tra 10FET compresa tra 10 --44 cmcm 22//V*sV*s per per fetfet polimerici amorfi a circa polimerici amorfi a circa 30 cm30 cm 22//V*sV*s per per fetfet con cristalli molecolari (RUBRENE)con cristalli molecolari (RUBRENE) -- [[aSiaSi ~~1 cm1 cm 22//V*sV*s]]
23
APPLICAZIONI OAPPLICAZIONI O --FETFETSemiconduttori organici per elettronicaSemiconduttori organici per elettronica
Circuiti raddrizzatori e logiche circuitali basate sul transistor organici –Frequenze operative richieste fino a 13.56 MHz – Ott imizzazione della mobilità
e del layout del dispositivo
Radio Frequency Identification Tag (O -RFID)
Price-sensitive mass markets
O-LET: Organic Light Emitting Transistors (Oled+Ofet)
Trasporto Trasporto ambipolareambipolare : per una stessa : per una stessa polaritpolarit àà di Vdi V DSDS e Ve VGSGS vengono vengono
accumulati sia elettroni che lacune che accumulati sia elettroni che lacune che poi si ricombinano emettendo lucepoi si ricombinano emettendo luce
(MOLTI APPROCCI DIFFERENTI (MOLTI APPROCCI DIFFERENTI ––DIFFICILE OTTIMIZZAZIONEDIFFICILE OTTIMIZZAZIONE )
Smart pixelSmart pixel 24
Mobilita in air 0.39 cmMobilita in air 0.39 cm 22//volt*secvolt*sec
In water 0.24 cmIn water 0.24 cm 22//volt*secvolt*sec , ON/OFF , ON/OFF aboutabout 100 100
StabilityStability up up toto 12 12 HoursHours
pH sensor Glucose
TRANSISTOR ORGANICI PER APPLICAZIONI BIOSENSORISTICHETRANSISTOR ORGANICI PER APPLICAZIONI BIOSENSORISTICHE
STATE OF THE ART: OFET BIOSENSORS OPERATING IN WATER STATE OF THE ART: OFET BIOSENSORS OPERATING IN WATER
25
SENSORI SENSORI DIDI GAS: Esempi in letteraturaGAS: Esempi in letteratura
UponUpon exposureexposure toto a a saturatedsaturatedatmosphere atmosphere ofof 11--pentanol in Npentanol in N 22
Semiconduttori organici per elettronicaSemiconduttori organici per elettronicaAPPLICAZIONI OAPPLICAZIONI O --FET: SENSORIFET: SENSORI
SENSORI SENSORI DIDI PRESSIONE: Esempi in letteraturaPRESSIONE: Esempi in letteratura
The robot skinThe robot skin
26
TRANSISTOR ORGANICI PER APPLICAZIONI BIOSENSORISTICHETRANSISTOR ORGANICI PER APPLICAZIONI BIOSENSORISTICHE
STATE OF THE ART: OFET BIOSENSORS OPERATING IN AIR STATE OF THE ART: OFET BIOSENSORS OPERATING IN AIR
StoliarStoliar , P., P., , etet al.al., , BiosensBiosens. . BioelectronBioelectron. . (2009) 24 (9), 2935. (Gruppo (2009) 24 (9), 2935. (Gruppo BiscariniBiscarini -- CNR BOLOGNA)CNR BOLOGNA)
66. Huang, J.66. Huang, J. , , etet al.al., , J. Am. J. Am. ChemChem. Soc. . Soc. (2007) 129, 9366. Uni. (2007) 129, 9366. Uni. ofof MarylandMaryland
SensitivitySensitivitytoto DMMPDMMP
27
Field effect doping on Organic material
Dopato con metalli alcalini presenta proprietàsuperconduttive
Electron-phonon couplingλ decreases (weak coupling) with increasing # of π electronsassociated with the carbon rings
λ λ λ λ legata al valore di TcPhillips, P. Nature 2000, 406, 687-688.
Hydrocarbon are still of interest in the superconducting field
We are working on thatFET devices of picene
Field effect devices ( tuning superconducting properties)
A.Cassinese et al.,Appl. Phys Lett. 84 , 3933 (2004), Phys. Rev. B70, 214528 (2004).
Bi amorphous/STO
Kevin A. Parendo et al. Phys. Rev. Lett., 94, 197004 (2005)
D. Matthey ,Triscone,et al. , Appl. Phys. Lett. 83, 3758 (2003)
8 u.c.
Wide Gap Semiconductor 3.3 Wide Gap Semiconductor 3.3 eVeV(HOMO (HOMO --5.3eV)5.3eV)Good hole mobility (about 1 cmGood hole mobility (about 1 cm22VV --11ss--11))Strongly emitter in the Blue rangeStrongly emitter in the Blue rangeSuperconductor at 12K with alkaline Superconductor at 12K with alkaline metalsmetals
PicenePicene
1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.40
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
PL
Inte
nsity
(co
unts
)
Photon Energy (eV)1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
Picene
Abs
orba
nce
(a.u
.)
Photon Energy (eV)
Semiconduttori organici per elettronicaSemiconduttori organici per elettronica
AttivitAttivit àà di interessedi interesse e e possibili tesinepossibili tesine
31
• Perylene Carboxylic Diimide derivatives
PerylenePerylene DiimidesDiimides
••Electron withdrawing groups:Electron withdrawing groups:CyanoCyano groups, groups, -- (fluorinated side (fluorinated side chaneschanes ))
EFFECTS EFFECTS ofof PROPER FUNCTIONALIZATIONPROPER FUNCTIONALIZATION -- REDUCTION OF LUMO LEVELREDUCTION OF LUMO LEVEL
••CLOSE PACKING CLOSE PACKING (FLUORINATED GROUPS).(FLUORINATED GROUPS).
••THERMODYNAMIC STABILITY vs THERMODYNAMIC STABILITY vs ELECTROCHEMICAL REACTIONS INVOLVING ELECTROCHEMICAL REACTIONS INVOLVING ELECTRONS AND HELECTRONS AND H 22O/OO/O22..
••LOW BARRIER FOR ELECTRON LOW BARRIER FOR ELECTRON INJECTION FROM INJECTION FROM GOLDGOLD ELECTRODES.ELECTRODES.
NN--TYPE PERYLENE TYPE PERYLENE OFETsOFETs: OUR WORK: OUR WORK
PDIPDI--8CN8CN22dicyanoperylenedicyanoperylene--3,4:9,103,4:9,10--
bis(bis(dicarboximidedicarboximide))--µµ ~~ 0.01 0.01 -- 0.1 cm0.1 cm22/volt*sec/volt*sec
LUMO(BC)=LUMO(BC)= --4.3 4.3 eVeV
PDIPDI--FCNFCN22N,N0N,N0--1H,1H1H,1H--perfluorobutyl perfluorobutyl
dicyanoperylenediimidedicyanoperylenediimideµµ-- 0.1~1 cm0.1~1 cm22/volt*sec/volt*secLUMO(BC)=LUMO(BC)= --4.5 4.5 eVeV
INVESTIGATED PERYLENE OLIGOMERSINVESTIGATED PERYLENE OLIGOMERS
PDIPDI--8 8 -- N,NN,N’’ --dioctyldioctyl--3,4,9,103,4,9,10--perylene perylene
tetracarboxylictetracarboxylic diimidediimide --µµ ~ 0.1 cm~ 0.1 cm22/volt*sec/volt*secLUMO(BC)=LUMO(BC)= --3.9 3.9 eVeV
AIR STABLE on SiOAIR STABLE on SiO 22
JOULEJOULE --EVAPORATION BY KNUDSEN CELLSEVAPORATION BY KNUDSEN CELLSSubstrateSubstrate Temperature=Temperature= FromFromroomroom temperature temperature toto 100 100 °°CC
EvapEvap . . rate=rate= 1nm/min1nm/min
Film Film ThicknessThickness : : fromfrom 2nm 2nm toto90 90 nmnm
33
Morfologia: Ottimizzazione dei parametri di deposizione e Morfologia: Ottimizzazione dei parametri di deposizione e studio della dimensione e della forma dei grani studio della dimensione e della forma dei grani
SEXITHIOPHENESEXITHIOPHENEAFMAFMstep-like islands
TSUB Effect
lamellaeRounded-shape grains
200°C40<T<80°CRT 100<T<150°C
0.12 ML/min (terraces) (2D) 7.65 ML/min (grains) (3D)3 ML/min (dendritic)
PENTACENEPENTACENEGrowthGrowth raterate effecteffect TTSUB SUB =60 =60 °°CC
34
BottomBottom contactcontact , , bottombottom gategate Substrato di SiOSubstrato di SiO 22, contatti , contatti interdigitatiinterdigitati dd’’oro, 2 dispositivi differenti oro, 2 dispositivi differenti
per lunghezza L (20 per lunghezza L (20 µµmm e 40 e 40 µµmm) e larghezza di canale (rapporto ) e larghezza di canale (rapporto W/L costante) W/L costante) –– STESSA CORRENTE TEORICASTESSA CORRENTE TEORICA
L=L= 40 40 µµm (C,D) m (C,D) -- L=20 L=20 µµmm (A,B)(A,B)W/W/L=L= 550 550 (A, B, C, D)(A, B, C, D)
AA BB
CC DD
GOLDGOLD
SiO2 (200nm) – Ossido termicoFILM ORGANICOFILM ORGANICO
SOURCESOURCE
Si++
(GATE)
DRAIN DRAIN
Semiconduttori organici per elettronicaSemiconduttori organici per elettronicaSTRUTTURA DEI FETSTRUTTURA DEI FET
35
PROBE STATION CROGENICAPROBE STATION CROGENICA
TECNICHE TECNICHE DIDI CARATTERIZZAZIONE DELLE PROPRIETACARATTERIZZAZIONE DELLE PROPRIETA ’’ ELETTRICHEELETTRICHE
•• Misure DC Misure DC –– AC (frequenza fino a 3GHz) su film sottili e materia li bulkAC (frequenza fino a 3GHz) su film sottili e materia li bulk
•• ConducibilitConducibilit àà dai semidai semi --isolanti (10isolanti (10 --10 10 S/cm) ai superconduttoriS/cm) ai superconduttori
•• Temperature tra 400K (circa 130 Temperature tra 400K (circa 130 °°C) fino a 4.2 K (C) fino a 4.2 K ( --268.8 268.8 °°C)C)
•• Misure in vuoto o atmosfera controllata (gas inerte)Misure in vuoto o atmosfera controllata (gas inerte)
Semiconduttori organici per elettronicaSemiconduttori organici per elettronica
36
ESEMPI ESEMPI DIDI CARATTERIZZAZIONE DCCARATTERIZZAZIONE DC -- FET T6FET T6
-50 -40 -30 -20 -10 0
-2,4x10-5
-1,8x10-5
-1,2x10-5
-6,0x10-6
0,0
DR
AIN
SO
RC
E C
UR
RE
NT
[AM
PE
RE
]
DRAIN SOURCE VOLTAGE [VOLT]
vG=0 vG=-10 vG=-20 vG=-30 vG=-40 vG=-50
0 20 40 60 80 100 120 140
10-3
10-2
mob
ility
[cm
2 /vol
t*se
c]
Thickness (nm)
lineare saturazione
LineareLineare
SaturazioneSaturazione
-60 -40 -20 0 20 40 60-5,0x10-4
-4,0x10-4
-3,0x10-4
-2,0x10-4
-1,0x10-4
0,0
ARIA VUOTO
DR
AIN
SO
UR
CE
CU
RR
EN
T [A
MP
ER
E]
GATE VOLTAGE [volt]
Calcolo della mobilità dalle curve di output o dalle transcaratteristiche confronto con metodi classici
37
-60 -40 -20 0 20 40 60
0,0
5,0x10-6
1,0x10-5
1,5x10-5
2,0x10-5 VDS=-5 volt
- D
RA
IN S
OR
UC
E C
UR
RE
NT
[AM
PE
RE
]
- GATE VOLTAGE
Room Temperature T=270 K T=250 K T=230 K T=210 K T=190 K T=170 K T=150 K T=130 K T=110 K T=100 K T=90 K T=80 K T=70 K
-40 0 4010-11
1x10 -10
1x10 -9
1x10 -8
1x10 -7
1x10 -6
1x10 -5
1x10 -4
VDS=-5 volt
- D
RA
IN S
OR
UC
E C
UR
RE
NT
[AM
PE
RE
]
- GATE VOLTAGE
0,004 0,008 0,01210-5
10-4
10-3
10-2
MO
BIL
ITY
[cm
2 /vol
t*se
c]
Temperature -1 [K -1]
AhrreniusAhrrenius LawLaw
ActivationActivation energyenergyEaEa = 60 = 60 –– 90 90 meVmeV
ESEMPI ESEMPI DIDI CARATTERIZZAZIONE DCCARATTERIZZAZIONE DC -- FET T6 (Temperatura)FET T6 (Temperatura)
Calcolo dell’ energia di attivazione dalla misura di mobilità
38
ββ=parametro=parametro di dispersione, di dispersione, ττ =tempo=tempo di rilassamentodi rilassamento
ShiftShift della della TresholdTreshold voltagevoltage(tensione di soglia) dovuto alla (tensione di soglia) dovuto alla
polarizzazione continua dl dispositivopolarizzazione continua dl dispositivo
)(* thGDSi
DS VVVL
WCI −= µ
In caso di polarizzazione In caso di polarizzazione continua, il continua, il biasbias stress produce stress produce un decadimento della corrente un decadimento della corrente
con il tempocon il tempo
11
FENOMENI FENOMENI DIDI INSTABILITAINSTABILITA ’’ NEI FET ORGANIC NEI FET ORGANIC –– BIAS STRESSBIAS STRESS
0 900 1800 27005,0x10-6
1,0x10-5
1,5x10-5
2,0x10-5
2,5x10-5
cu
rren
t (A
)
Time (sec)
d=90nm Misure d=90 nm FIT MINUIT d=10 nm Misure d=10 nm FIT MINUIT
39
Max Mobility : [10Max Mobility : [10 --22 --0.1] cm0.1] cm22/volt*sec /volt*sec Negative VNegative Vonon onset voltages : [onset voltages : [--3, 3, --1.5] V1.5] VContact Resistance effect at lower VContact Resistance effect at lower VDSDS
LOW VOLTAGE TRANSISTORS: HMDSLOW VOLTAGE TRANSISTORS: HMDS -- SiOSiO22 35nm 35nm
0 1 2 3 4 5 6
0.0
2.0x10-5
4.0x10-5
6.0x10-5
8.0x10-5
1.0x10-4
1.2x10-4
VGS
=-2V
VGS
=3V
VGS
=0V
VGS
=5V
I DS [A
]
DRAIN-SOURCE VOLTAGE [Volt]-4 -2 0 2 4
0.0
5.0x10-6
1.0x10-5
1.5x10-5
2.0x10-5
-6 -4 -2 0 2 4 61x10 -10
1x10 -9
1x10 -8
1x10 -7
1x10 -6
1x10 -5
1x10 -4
I DS [
A]
VGS
[V]
VDS
=1V
I DS [A
]
VGS
[V]
PDIF-CN2
-4 -2 0 2 4 6
0
1x10-6
2x10-6
3x10-6
4x10-6
-6 -4 -2 0 2 4 61x10 -9
1x10 -8
1x10 -7
1x10 -6
I DS [
A]
VGS
[V]
VDS
=1V
I DS [A
]
VGS
[V]
PDI8-CN2
Max Mobility Max Mobility values: values:
[10[10--3 3 –– 1010--22] ] cmcm22/volt*sec /volt*sec
Electrical Electrical features In Airfeatures In Air
PDIFPDIF--CNCN22 TRANSISTORS IN DEIONIZED HTRANSISTORS IN DEIONIZED H22O O VVDS DS lower than 0.6V to avoid water electrolysis effects lower than 0.6V to avoid water electrolysis effects -- VVGSGS: [: [ --2.5V, 5V]2.5V, 5V]
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
0.0
5.0x10-7
1.0x10-6
1.5x10-6
2.0x10-6
2.5x10-6
VGS
=-2V
VGS
=0V
VGS
=3V
I DS (
A)
VDS
(V)Output curves after 4 hours in H2O
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 50
1x10-6
2x10-6
3x10-6
4x10-6
VDS
=0.6 V
AIR H
2O 1 min
H2O 5 min
H2O 10 min
H2O 30 min
H2O 60 min
H2O 120 min
H2O 180 min
H2O 240 minI D
S (
A)
VGS
(V)-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
1x10-8
1x10-7
1x10-6
AIR H
2O 1 min
H2O 5 min
H2O 10 min
H2O 30 min
H2O 60 min
H2O 120 min
H2O 180 min
H2O 240 min
T IME
VDS
=0.6 V
I DS (
A)
VGS
(V)
0 50 100 150 200 250
0.010
0.015
0.020
Mob
ility
[cm
2 /vol
t*se
c]
Time in H2O (min)
0 50 100 150 200 2501x101
1x102
1x103
0 90 180 2701x10 -8
1x10 -7
1x10 -6
MINIMUM CURRENT MAXIMUM CURRENT
I DS (
A)
Time in H2O
ON
/OF
F R
atio
Time in H2O (min)
ViabilityViability of of HeLaHeLa cellscells on PDI8on PDI8 --CNCN22 filmsfilmsT6 PDI8-CN2SiO2Treat. polystyrene
Scale bar: 20 Scale bar: 20 µµmm
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
TreatedPoly-
stirene
SiO2T6 PDI-
8CN2
cells/
mm
2
Fluorescein
0
2
4
6
8
10
12
PI c
ells
(%
of
tota
lcell
s)
%Picells
Treated
Poly-stirene
SiO2T6 PDI-8CN
2
FDA-stained viable cells (green) PI-stained – dead cells (red)
CC
R=1/GR=1/G
RC parallel equivalent circuit is useful for RC parallel equivalent circuit is useful for the the directdirect investigationinvestigation ofof the the organicorganic film film electricalelectrical propertiesproperties
CωiGY += d
SC r
**0
εε=
d
SG
*σ=
ω= 2*π*ν , ν = [20Hz-1MHz]
Misure AC – lcr METER
DUT
)()()()()( ωωω
ωω ijZrZIVZ +==
ImpedanceImpedance
measurementmeasurementTOP
VIEWSIDE VIEW
BASIC SAMPLEBASIC SAMPLE
43
ac measurements
UDRRoom temperature
sA ωσωσ ⋅+= )0()(
1
0
)2
tan()( −∞ ⋅⋅+= s
r
sA ωπε
εωε
Extracted s~0.8
Poly[3-(4-alkoxyphenyl)-thiophenes] are conducting
polymers44
StudiesStudies on on nn--typetype single single crystalcrystal TFT : TFT : experimentalexperimentalDMPC (Univ. of Geneva, DMPC (Univ. of Geneva, profprof . A. . A. MorpurgoMorpurgo )) M.BarraM.Barra et al. APL 2012et al. APL 2012
Cytop; parallel stripes Ofet Single Crystal on SiO2 are worst than OFET with films
PICENE THIN FILM TRANSISTORS FABRICATED BY PICENE THIN FILM TRANSISTORS FABRICATED BY SuMBDSuMBD(in (in collaborationcollaboration withwith T. T. ToccoliToccoli , S. , S. IannottaIannotta –– CNRCNR--IMEMIMEM
SubmittedSubmitted toto AdvancedAdvanced FunctionalFunctional material )material )
PICENE Transistors on HMDSPICENE Transistors on HMDS -- Treated SiOTreated SiO 22 substratessubstrates
-120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20-3.0x10-4
-2.5x10-4
-2.0x10-4
-1.5x10-4
-1.0x10-4
-5.0x10-5
0.0
-80 -60 -40 -20 0
-2.5x10-5
-2.0x10-5
-1.5x10-5
-1.0x10-5
-5.0x10-6
0.0
I DS [A
]
VGS
[V]
I DS [A
]
VGS
[V]A B C D
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Mob
ility
[cm
2 /vol
t*se
c]
DEVICE TYPE
A: w=1000A: w=1000 µµm m L=100 L=100 µµmm
B: w=750B: w=750 µµm m L=75 L=75 µµmm
C:w=500C:w=500µµm m L=50 L=50 µµmm
D:w=250D:w=250µµm m L=50 L=50 µµmm
MaximumMaximum MobilityMobility in air : 1.2 cmin air : 1.2 cm 22//volt*secvolt*sec
MoleculeMolecule KineticKinetic Energy=Energy= 7.0 7.0 eVeV
MAPLE (Matrix Assisted Pulsed Laser Deposition)
Laser
Control system
Refrigeratingassembly
SpecrometerICCD
Vacuumchamber
In vacuum Polymer films-Multilayer
200 300 400 500 600 700 800
180°C
150°C
80°C
30°C
25°C
Spin Coating
CHCl3 solution
Ab
sorb
ance
Wavelength (nm)
Analisi UV/VIS
wavelength (nm)200 400 600 800
abso
rban
ce
π−π∗ transition peaks
main chains(VIS)
side chains (UV)
Poly[3-(4-alkoxyphenyl)-thiophenes]
EUMELANIN THIN FILMS DEPOSITED BY MAPLEEUMELANIN THIN FILMS DEPOSITED BY MAPLE
<date/time> <footer> <number>
NHOH
OHCOOH
NHOH
OHEUMELANIN
[O]
[O
DHI
DHICA
Melanin films on quartzsubstrates
FTIR SPECTRAFTIR SPECTRA
AFMAFMUVUV--VisVis spectraspectra
RoughnessRoughness vs Tvs T SUBSUB
AIRAIR--VACUUM VACUUM effectseffects on the on the electricalelectrical measurementsmeasurements
MAPLE SYSTEMMAPLE SYSTEM
0 10 20 30 40 50
1x10-8
1x10-7
1x10-6
1x10-5
1x10-4
1x10-3
Hole currentenhancement
ElectronCurrentSaturation
Holes injected at Drain electrode
PDI T6:1nm/PDI T6:2nm/PDI , T6:4.5nm/PDI T6:7.5nm/PDI , T6:15nm/PDI T6
DR
AIN
-SO
UR
CE
ID
S [A
]
DRAIN-SOURCE VDS
[Volt]
OUTPUT CURVES
-60 -40 -20 0 20 40 60
0
1x10-5
2x10-5
3x10-5
4x10-5
5x10-5
6x10-5
7x10-5
PDI T6:1nm/PDI T6:2nm/PDI T6:4.5nm/PDI T6:7.5nm/PDI T6:15nm/PDI T6
DR
AIN
-SO
UR
CE
CU
RR
EN
T [A
]
GATE VOLTAGE [Volt]
TRANSFER-CURVES
T6/PDIT6/PDI--8CN8CN22TRANSISTORSTRANSISTORS
ORGANIC HETEROSTRUCTURE ORGANIC HETEROSTRUCTURE TRANSISTORSTRANSISTORS
HeterojunctionHeterojunction EffectEffect
T6T6-- HOMO 5eVHOMO 5eV
PDIPDI--8CN8CN22 –– LUMO LUMO 4.3 4.3 eVeV
(UPS (UPS measurementsmeasurementsRif. Rif. IannottaIannottaCNRCNR--IMEM)IMEM)T6 – Bottom layer:
thickness from 0 to15nm
PDI-8CN2 Top layer: thickness: 24 nm
ChargeCharge accumulationaccumulationat the at the
organicorganic//organicorganicinterfaceinterface
PRB 2012
Semiconduttori organici per elettronicaSemiconduttori organici per elettronica
AttivitAttivit àà di interesse e di interesse e possibili tesinepossibili tesine
51
-Crescita di film sottili di perilne dimide tramite evaporazione o Maple e caratterizzazione morfologica tramite AFM (studio della dimensione dei grani e della rugosità)
-Misure di conducibilità (d.c. e/o ac) mobilità e resistenza di contatti utilizzando diverse tipologie di dispositivi
INVESTIGATED PERYLENE MOLECULESINVESTIGATED PERYLENE MOLECULES
PDIFPDIF--CNCN22
POLYERA POLYERA
ACTIV INK: N1100ACTIV INK: N1100
EELUMOLUMO==--4.5 4.5 eVeV
PDI8PDI8--CNCN22
POLYERA POLYERA
ACTIV INK: N1200ACTIV INK: N1200
EELUMOLUMO==--4.3 4.3 eVeV
Thickness SiO2: 200 or 35 nm
SiO2
OrganicOrganic filmfilm AuAu -- SOURCESOURCE
Si++ (GATE)
AuAu -- DRAIN DRAIN
BOTTOM CONTACT BOTTOM CONTACT BOTTOM GATEBOTTOM GATE
TRANSISTOR CONFIGURATIONTRANSISTOR CONFIGURATION JOULEJOULE--EVAPORATION BY EVAPORATION BY
KNUDSEN CELLSKNUDSEN CELLS
SubstrateSubstrate TempTemp. = 100 . = 100 °°CC
EvapEvap. . rate=rate= 1nm/min1nm/min
Film Film ThicknessThickness: 30 : 30 nmnm
M. Barra et al.Organic Electronic 2012
PDI8PDI8--CNCN22 and PDIFand PDIF --CNCN2 2 FILM MORPHOLOGYFILM MORPHOLOGY
BARE –SiO2
PDI8-CN2
PDIF-CN2
HMDS –SiO2
PDI8PDI8--CNCN22 and PDIFand PDIF --CNCN2 2 TRANSISTORS: SiOTRANSISTORS: SiO 22 200nm 200nm
TRANSISTOR µµlinlin (cm(cm 22//volt*secvolt*sec ))(VDS=5V)
µµsatsat ((cmcm 22//volt*secvolt*sec ))(VDS=50V)
PDI8PDI8--CNCN22 -- BAREBARE (1 (1 -- 2) * 102) * 10--22 (2 (2 -- 3) *103) *10--22
PDI8PDI8--CNCN22 -- HMDSHMDS (1 (1 -- 2) * 102) * 10--22 (2 (2 -- 3.5) * 103.5) * 10--22
PDIFPDIF--CNCN2 2 –– BARE BARE (2 (2 -- 8) * 108) * 10--44 (1 (1 -- 2) * 102) * 10--33
PDIFPDIF-- CNCN2 2 ––HMDSHMDS 0.2 0.2 -- 0.40.4 0.3 0.3 -- 0.60.6
0 10 20 30 40 50
0
1x10 -3
2x10 -3
3x10 -3
4x10 -3
VGS
=-10V V
GS=0V
VGS
=10V V
GS=20V
VGS
=30V V
GS=40V
I D
S (
A)
VDS
(V)
The gold leads were 2µm thick and each in a distance of 2µm. The measurements were carried out, by contacting the first and second lead , first and third lead etc.
The red curve represents the smallest distance (2µm),with increasing distance, the color
of the curves are brighter.
Misure in piano di conducibilità elettrica problema della resistenza di contatto
Misure trasverse di conducibilità /Studio di proprietà bulk
Problematica resistenza di contatto
Saturation effect In Saturation effect In vacuum after about vacuum after about
2*102*1055 secsec
INVESTIGATION ON BIAS STRESS IN NINVESTIGATION ON BIAS STRESS IN N --TYPE SINGLETYPE SINGLE--CRYSTAL TRANSISTORSCRYSTAL TRANSISTORS
PDIPDI--FCNFCN22 single crystals single crystals –– DMPC (Univ. of Geneva, DMPC (Univ. of Geneva, profprof . A. . A. MorpurgoMorpurgo ))
MeasurementMeasurement in air: in air: lessless thanthan 9% 9% currentcurrentreductionreduction after one week of after one week of continuouscontinuous VVGSGS
applicationapplication -- FitFit model : model : stretchedstretched exponentialexponential
I(t)=II(t)=I00*exp(*exp( --(t/(t/ττττττττ))ββββββββ) ) →→ ττττττττ = 2*10= 2*1099 secsec
0 20 40 60 80
0.0
2.0x10-6
4.0x10-6
6.0x10-6
8.0x10-6
1.0x10-5
1.2x10-5
1.4x10-5 V
GS=0V
VGS
=10 V V
GS=20 V
VGS
=30 V V
GS=40 V
VGS
=50 V V
GS=60 V
VGS
=70 V V
GS=80 V
I DS C
UR
RE
NT
[A]]
GATE VOLTAGE [Volt]-20 0 20 40 60 80
0
1x10-6
2x10-6
3x10-6
4x10-6
-20 0 20 40 60 801x10-12
1x10-10
1x10-8
1x10-6
I DS C
UR
RE
NT
[A]]
GATE VOLTAGE [Volt]
VDS
=10V
I DS C
UR
RE
NT
[A]]
GATE VOLTAGE [Volt]
µ ~ 2/3 cm2/volt*sec
BIAS STRESS: I(t) BIAS STRESS: I(t) measurementsmeasurements
Best fit -Bias Stress curve for different gate voltage
VGS Par.
20 30 40 50
ϰ^2/N dat 0.55 0.64 1.06 1.98
Stretched-exponential
(GATE )DRAINDRAIN
Organic
Dielectric
SOURCESOURCE LCR meter
VVacac*sin*sin((ωωt)t)+V+Vdcdc-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50
8.80x10-10
9.00x10-10
9.20x10-10
9.40x10-10
9.60x10-10
9.80x10-10
1.00x10-9
1.02x10-9
1.04x10-9
1.06x10-9
Accumulation
Freq=100Hz
CA
PA
CIT
AN
CE
[Far
ad]
Bias voltage [Volt]
Misura CMisura C --V DEI FET ORGANICI : S e D cortocircuitatiV DEI FET ORGANICI : S e D cortocircuitati
102 103 104 105
8.0x10-10
9.0x10-10
1.0x10-9
VG=-40
VG=-35
VG=-30
VG=-25
VG=-20
VG=-15
VG=-10
VG=+20
VG=+40
CA
PA
CIT
AN
CE
[FA
RA
D]
FREQUENCY [Hz]
59
Semiconduttori organici per elettronicaSemiconduttori organici per elettronicaRISPOSTA AC DEI FET ORGANICIRISPOSTA AC DEI FET ORGANICI
ToolTool forfor ContactContact ResistanceResistanceextractionextraction
-40 -35 -30 -25 -20 -15
105
106
CO
NT
AC
T -
CH
AN
NE
L R
ES
[ΩΩ ΩΩ
]
GATE VOLTAGE [VOLT]
Valori RCH
capacità Valori R
C capacità
103 104 1050.0
2.0x10-11
4.0x10-11
6.0x10-11
8.0x10-11
1.0x10-10
1.2x10-10
1.4x10-10
1.6x10-10
Vg=-40 Vg=-35 Vg=-30 Vg=-25 Vg=-20 Vg=-15
ANGULAR FREQUENCY [s -1]
Cap
acita
nce
[Far
ad]
( ) ( )( ) ( )
2
2 2
1
1
I I c R c I I R I c I c R
I c I c R I c R c I
C C CC
C C
ω λ χ λ ωτ λ λ ω χ λ ωτ λ
ω χ λ ωτ λ ω χ λ ωτ λ
⋅ + + − − = − − + +
( ) ( )( ) ( )
2 2
2 2
1
1
I R c R c I I I I c I c R
I c I c R I c R c I
C C CG
C C
ω λ χ λ ωτ λ ω λ ω χ λ ωτ λ
ω χ λ ωτ λ ω χ λ ωτ λ
⋅ + − − − = − − + +
c c cR Cτ =( )21
cc
c c
R
C Rχ
ω=
+
Dove:
CI=WLCL
60
Esperienze effettuate 2008 e 2009
VG (V) CI (F) CC (F) RC (Ω) Rch (Ω) χ2
-40 (156,9 ± 0,7)E-12 (8,93 ± 0,10)E-12 (10,8 ± 0,2)E4 (22,7 ± 0,2)E4 10-35 (156,0 ± 0,7)E-12 (9,0 ± 0,2)E-12 (13,8 ± 0,2)E4 (25,6 ± 0,3)E4 17-30 (155,1 ± 0,8)E-12 (9,6 ± 0,2)E-12 (20,1 ± 0,2)E4 (31,7 ± 0,5)E4 39
-25 (154,1 ± 0,8)E-12 (10,3 ± 0,2)E-12 (34,2 ± 0,2)E4 (162,4 ± 1,7)E4 43
-20 (150,0 ± 1,2)E-12 (11,66 ± 0,12)E-12 (77,7 ± 0,8)E4 (278 ± 3)E4 45
Misure di capacità e di conduttanza con LCR meter e probe station al variare della frequenza e della temperatura
-Fit simultaneo su C e G con estrazione di 4 parametri Rc, Cc,Rch,Cch ;Utilizzo di MINUIT ( librerie CERN)
L’ Esperienza e’ una piccola attività di ricerca che puo’eventualmente anche essere pubblicata:
61