전극 표면의 거칠기가 펜터신/전극 경계면의 전류-전압 특성에 주는 영향

Abstract

금속 전극 위에 유기물 채널을 증착하여 만드는 바닥 전극 구조의 유기물 박막 트랜지스터에서 전극 표면이 거친 정도에 따라 전하 주입이 어떻게 달라지는지 조사했다. 금 전극을 실리콘 기판에 증착하고, 가열하여 금 전극 표면을 거칠게 만들었다. 그리고 펜터신과 상부 전극으로 사용할 금 전극을 차례대로 증착하여 금 전극/펜터신/금 전극 구조를 만들었다. 펜터신 증착 초기에는 거친 금 전극 위에서 펜터신 증착핵이 더 많이 보였지만, 막이 두꺼워지면 가열되지 않은 전극과 가열로 거칠어진 전극에서 펜터신 표면 모양에 차이가 거의 없었다. 온도를 바꾸면서 측정한 전류-전압 곡선은 바닥 전극의 표면이 거칠수록 바닥 계면의 전위장벽이 높음을 보여주었다. 이 현상은 금속 표면이 거칠수록 일함수가 낮아지며 펜터신과 거친 전극 표면의 경계에 전하 트랩이 더 많기 때문으로 생각된다.

We investigated how the surface roughness of electrode affects the charge injection at the pentacene/Au interface. After depositing Au film on the Si substrate by sputtering, we annealed the sample to control the Au surface roughness. Pentacene and Au top electrode were subsequently deposited to complete the sample. The nucleation density of pentacene was slightly higher on the rougher Au electrode, but surface morphologies of thick pentacene films were similar on both the as-prepared and the roughened Au electrodes. The current-voltage curves obtained from the Au/pentacene/Au structure measured as a function of temperature indicated that the interface barrier was higher for the rougher Au bottom-electrode. We propose that the higher barrier was caused by the lower work function of rougher electrode surface and the higher trap density at the interface.