On the relation between morphology and FET mobility of poly(3- alkylthiophene)s at the polymer/SiO2 and polymer/air interface

Advanced Functional Materials

Volumn 24, Issue 14, 2014, Pages 1994-2004

  Oosterbaan, Wibren D ^a   Bolsée, Jean Christophe ^a   Wang, Linjun ^b   Vrindts, Veerle ^a   Lutsen, Laurence J ^a   Lemaur, Vincent ^b   Beljonne, David ^b   McNeill, Christopher R ^c   Thomsen, Lars ^d   Manca, Jean V ^a   Vanderzande, Dirk J M ^a  

^a HASSELT UNIVERSITY   (Belgium)

^b UNIVERSITY OF MONS   (Belgium)

^c UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

^d AUSTRALIAN SYNCHROTRON   (Australia)

Author keywords

charge transport; conducting polymers; conjugated polymers; organic field effect transistors; structure property relationships

Indexed keywords

CHAIN LENGTH; CHARGE TRANSFER; CONDUCTING POLYMERS; CONJUGATED POLYMERS; ELECTRONIC STRUCTURE; LAMINATING; ORGANIC FIELD EFFECT TRANSISTORS; SPIN COATING;

ALKYL SIDE-CHAIN LENGTHS; CRYSTALLINE POLYMERS; ELECTRONIC STRUCTURE CALCULATIONS; FIELD EFFECT TRANSISTOR (FETS); NEAR-EDGE X-RAY ABSORPTION FINE STRUCTURE SPECTROSCOPIES; OUT-OF-PLANE ORIENTATION; POLY(3-ALKYLTHIOPHENE); STRUCTURE PROPERTY RELATIONSHIPS;

INTERFACES (MATERIALS);

EID: 84897990066     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201303298     Document Type: Article

References (76)

1. A. C. Arias, J. D. MacKenzie, I. McCulloch, J. Rivnay, A. Salleo, Chem. Rev. 2010, 110, 3.
2. I. McCulloch, M. Heeney, M. L. Chabinyc, D. M. DeLongchamp, R. J. Kline, M. Cölle, W. Duffy, D. Fischer, D. Gundlach, B. Hamadani, R. Hamilton, L. Richter, A. Salleo, M. Shkunov, D. Sparrowe, S. Tierney, W. Zhang, Adv. Mater. 2009, 21, 1091.
3. H. Sirringhaus, P. J. Brown, R. H. Friend, M. M. Nielsen, K. Bechgaard, B. M. W. Langeveld-Voss, A. J. H. Spiering, R. A. J. Janssen, E. W. Meijer, P. Herwig, D. M. de Leeuw, Nature 1999, 401, 685.
4. G. Wang, J. Swensen, D. Moses, A. J. Heeger, J. Appl. Phys. 2003, 93, 6137.
5. H. Yang, J. S. Shin, K. Cho, C. Y. Ryu, Z. Bao, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 671.
6. M. Surin, P. Leclère, R. Lazzaroni, J. D. Yuen, G. Wang, D. Moses, A. J. Heeger, S. Cho, K. Lee, J. Appl. Phys. 2006, 100, 033712.
7. R. Zhang, B. Li, M. C. Iovu, M. Jeffries-EL, G. Sauvé, J. Cooper, S. Jia, S. Tristam-Nagle, D. M. Smilgies, D. N. Lambeth, R. D. McCullough, T. Kowalewski, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3480.
8. J.-F. Chang, J. Clark, N. Zhao, H. Sirringhaus, D. W. Breiby, J. W. Andreasen, M. M. Nielsen, M. Giles, M. Heeney, I. McCulloch, Phys. Rev. B: Condens. Matter 2006, 74, 115318.
9. E. J. Samuelsen, J. Mårdalen, in Handbook of Organic Conductive Molecules and Polymers, Vol. 3. Conductive Polymers: Spectroscopy and Physical Properties. (Ed:, H. S. Nalwa,), John Wiley & Sons Ltd, Chichester 1997, 87.
10. M. J. Winokur, in Handbook of Conducting Polymers, Theory, Synthesis, Properties, and Characterization, (Eds:, T. A. Skotheim, J. R. Reynolds,), CRC Press, Boca Raton 2007.
11. K. E. Aasmundtveit, E. J. Samuelsen, M. Guldstein, C. Steinsland, O. Flornes, C. Fagermo, T. M. Seeberg, L. A. A. Pettersson, O. Inganas, R. Feidenhans'l, S. Ferrer, Macromolecules 2000, 33, 3120.
12. Y. D. Park, J. A. Lim, H. S. Lee, K. Cho, Mater. Today 2007, 10, 46.
13. X. N. Sun, C. A. Di, Y. Q. Liu, J. Mater. Chem. 2010, 20, 2599.
14. J. Veres, S. Ogier, G. Lloyd, D. de Leeuw, Chem. Mater. 2004, 16, 4543.
15. S. Grecu, M. Roggenbuck, A. Opitz, W. Brütting, Org. Electron. 2006, 7, 276.
16. D. H. Kim, Y. D. Park, Y. S. Jang, H. C. Yang, Y. H. Kim, J. I. Han, D. G. Moon, S. J. Park, T. Y. Chang, C. W. Chang, M. K. Joo, C. Y. Ryu, K. W. Cho, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 77.
17. A. Babel, S. A. Jenekhe, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 1749.
18. M. Xu, K. Nagai, M. Nakamura, K. Kudo, M. Iizuka, Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 223512.
19. A. Babel, S. A. Jenekhe, Synth. Meth. 2005, 148, 169.
20. J. Paloheimo, H. Stubb, P. Yli-Lahti, P. Kuivalainen, Synth. Meth. 1991, 41, 563.
21. K. Kaneto, W. Y. Lim, W. Takashima, T. Endo, M. Rikukawa, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2 2000, 39, L872.
22. Y. D. Park, D. H. Kim, Y. Jang, J. H. Cho, M. Hwang, H. S. Lee, J. A. Lim, K. Cho, Org. Electron. 2006, 7, 514.
23. R. J. Kline, M. D. McGehee, M. F. Toney, Nat. Mater. 2006, 5, 222.
24. C. C. Wang, L. H. Jimison, L. Goris, I. McCulloch, M. Heeney, A. Ziegler, A. Salleo, Adv. Mater. 2010, 22, 697.
25. R. J. Kline, D. M. DeLongchamp, D. A. Fischer, E. K. Lin, M. Heeney, I. McCulloch, M. F. Toney, Appl. Phys. Lett. 2007, 90.
26. W. D. Oosterbaan, J. C. Bolsée, A. Gadisa, V. Vrindts, S. Bertho, J. D'Haen, T. J. Cleij, L. Lutsen, C. R. McNeill, L. Thomsen, J. V. Manca, D. Vanderzande, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 792.
27. S. Samitsu, T. Shimomura, S. Heike, T. Hashizume, K. Ito, Macromolecules 2010, 43, 7891.
28. B. S. Ong, Y. Wu, P. Liu, S. Gardner, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3378.
29. M. L. Chabinyc, A. Salleo, Y. Wu, P. Liu, B. S. Ong, M. Heeney, I. McCulloch, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13928.
30. Y. H. Kim, J. I. Han, D. G. Moon, J. Korean Phys. Soc. 2006, 48, S118.
31. Q. Wei, S. Miyanishi, K. Tajima, K. Hashimoto, ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1, 2660.
32. W. D. Oosterbaan, V. Vrindts, S. Berson, S. Guillerez, O. Douhéret, B. Ruttens, J. D'Haen, P. Adriaensens, J. Manca, L. Lutsen, D. Vanderzande, J. Mater. Chem. 2009, 19, 5424.
33. R. J. Kline, M. D. McGehee, E. N. Kadnikova, J. S. Liu, J. M. J. Frechet, Adv. Mater. 2003, 15, 1519.
34. A. Zen, J. Pflaum, S. Hirschmann, W. Zhuang, F. Jaiser, U. Asawapirom, J. P. Rabe, U. Scherf, D. Neher, Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 757.
35. S. Hoshino, M. Yoshida, S. Uemura, T. Kodzasa, N. Takada, T. Kamata, K. Yase, J. Appl. Phys. 2004, 95, 5088.
36. Y. M. Sun, X. F. Lu, S. W. Lin, J. Kettle, S. G. Yeates, A. M. Song, Org. Electron. 2010, 11, 351.
37. P.-T. Wu, H. Xin, F. S. Kim, G. Ren, S. A. Jenekhe, Macromolecules 2009, 42, 8817.
38. G. Sauve, A. E. Javier, R. Zhang, J. Y. Liu, S. A. Sydlik, T. Kowalewski, R. D. McCullough, J. Mater. Chem. 2010, 20, 3195.
39. X. T. Hao, T. Hosokai, N. Mitsuo, S. Kera, K. K. Okudaira, K. Mase, N. Ueno, J. Phys. Chem. B 2007, 111, 10365.
40. J. Rivnay, L. H. Jimison, M. F. Toney, M. Preiner, N. A. Melosh, A. Salleo, J. Vac. Sci. Technol., B 2008, 26, 1454.
41. Y. Jung, R. J. Kline, D. A. Fischer, E. K. Lin, M. Heeney, I. McCulloch, D. M. Delongchamp, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 742.
42. J. Stöhr, NEXAFS Spectroscopy, Vol. 25 of Springer Series in Surface Sciences (Eds:, G. Ertl, R. Gomer, D. L. Mills,), Springer, Berlin 1996.
43. A. P. Hitchcock, J. A. Horsley, J. Stöhr, J. Chem. Phys. 1986, 85, 4835.
44. D. M. DeLongchamp, B. M. Vogel, Y. Jung, M. C. Gurau, C. A. Richter, O. A. Kirillov, J. Obrzut, D. A. Fischer, S. Sambasivan, L. J. Richter, E. K. Lin, Chem. Mater. 2005, 17, 5610.
45. P. K. H. Ho, L. L. Chua, M. Dipankar, X. Y. Gao, D. C. Qi, A. T. S. Wee, J. F. Chang, R. H. Friend, Adv. Mater. 2007, 19, 215.
46. L. L. Chua, M. Dipankar, S. Sivaramakrishnan, X. Y. Gao, D. C. Qi, A. T. S. Wee, P. K. H. Ho, Langmuir 2006, 22, 8587.
47. G. Horowitz, J. Mater. Res. 2004, 19, 1946.
48. K. J. Ihn, J. Moulton, P. Smith, J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 1993, 31, 735.
49. S. Berson, R. De Bettignies, S. Bailly, S. Guillerez, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 1377.
50. T. J. Prosa, M. J. Winokur, J. Moulton, P. Smith, A. J. Heeger, Macromolecules 1992, 25, 4364.
51. K. Tashiro, M. Kobayashia, S. Morita, T. Kawai, K. Yoshino, Synth. Meth. 1995, 69, 397.
52. N. Kayunkid, S. Uttiya, M. Brinkmann, Macromolecules 2010, 43, 4961.
53. W. L. Jorgensen, D. S. Maxwell, J. Tirado-Rives, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 1 1225.
54. P. Arosio, M. Moreno, A. Famulari, G. Raos, M. Catellani, S. V. Meille, Chem. Mater. 2009, 21, 78.
55. S. Chambon, W. D. Oosterbaan, R. Mens, J. D'Haen, L. Lutsen, D. Vanderzande, P. Adriaensens, unpublished.
56. A. Maillard, A. Rochefort, Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009, 79, 115207.
57. B. Meredig, A. Salleo, R. Gee, ACS Nano 2009, 3, 2881.
58. V. Coropceanu, J. Cornil, D. A. da Silva Filho, Y. Olivier, R. Silbey, J.-L. Brédas, Chem. Rev. 2007, 107, 926.
59. V. Lemaur, S. Bouzakraoui, Y. Olivier, P. Brocorens, C. Burhin, J. E. Beghdadi, A. Martin-Hoyas, A. M. Jonas, D. A. Serban, A. Vlad, N. Boucher, J. Leroy, M. Sferrazza, P.-O. Mouthuy, S. Melinte, S. Sergeev, Y. Geerts, R. Lazzaroni, J. Cornil, B. Nysten, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 4617.
60. V. Lemaur, D. A. da Silva Filho, V. Coropceanu, M. Lehmann, Y. Geerts, J. Piris, M. G. Debije, A. M. van de Craats, K. Senthilkumar, L. D. A. Siebbeles, J. M. Warman, J.-L. Brédas, J. Cornil, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3271.
61. E. F. Valeev, V. Coropceanu, D. A. da Silva Filho, S. Salman, J.-L. Brédas, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9882.
62. L. Viani, Y. Olivier, S. Athanasopoulos, D. A. da Silva Filho, J. Hulliger, J.-L. Brédas, J. Gierschner, J. Cornil, ChemPhysChem 2010, 11, 1062.
63. J. F. Chang, H. Sirringhaus, M. Giles, M. Heeney, I. McCulloch, Phys. Rev. B 2007, 76.
64. K. Tomatsu, T. Hamada, T. Nagase, S. Yamazaki, T. Kobayashi, S. Murakami, K. Matsukawa, H. Naito, Jpn. J. Appl. Phys. 2008, 47, 3196.
65. J.-H. Park, S.-J. Kang, J.-W. Park, B. Lim, D.-Y. Kima, Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 222108.
66. B. C. C. Cowie, A. Tadich, L. Thomsen, "The Current Performance of the Wide Range (90-2500 eV) Soft X-ray Beamline at the Australian Synchrotron", presented at SRI 2009, The 10th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation, Melbourne (Australia), 2009.
67. B. Watts, L. Thomsen, P. C. Dastoor, J. Electron. Spectrosc. Relat. Phenom. 2006, 151, 105.
68. G. Raos, A. Famulari, V. Marcon, Chem. Phys. Lett. 2003, 379, 364.
69. N. L. Allinger, Y. H. Yuh, J. H. Lii, J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8551.
70. V. Marcon, G. Raos, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1408.
71. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. Montgomery, J. A. Montgomery, Jr., T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, J. A. Pople, Gaussian 03, 2004, Gaussian, Inc., Wallingford CT.
72. J. W. Ponder, TINKER: Software Tools for Molecular Design, Washinton University School of Medicine, Saint Louis, MO 2003.
73. A. Van Vooren, J.-S. Kim, J. Cornil, ChemPhysChem 2008, 9, 989.
74. J. Ridley, M. Zerner, Theor. Chim. Acta 1973, 32, 111.
75. J. C. Sancho-García, A. J. Pérez-Jiménez, Y. Olivier, J. Cornil, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 9381.
76. ADF2010.01, SCM, Theoretical Chemistry, Vrije Universiteit, Amsterdam, The Netherlands, http://www.scm.com (accessed: September, 2013).