Magnetic field effect in organic semiconducting materials and devices

Abstract

Resumo: O presente trabalho consiste transistores híbridos orgânicos/inorgânicos transistores de base permeável usando polianilina sulfonada como um terminal de base. Quatro emissores diferentes foram utilizados neste trabalho: Alq3, Alq3/C60, C60/Alq3 e C60/Alq3/C60. Foi observada uma forte influência de heteroestruturas da base/emissor sobre as características elétricas e magnéticas do transistor. Duas camadas de injecção diferentes foram utilizadas neste trabalho: Ca e V2O5. Os transistores estudados apresentam elétrons como portadores de carga majoritário. A caracterização elétrica foi realizada através medidas de dois e três terminais. A medida de três terminais consiste em dois modos de operação distintos: base comum e emissor comum. Além disso, as características dos transistores magnéticos foram medidas sequencialmente sob duas condições: (a) sem campo magnético externo aplicado (0 mT), e (b) com campo magnético externo aplicado (100 mT). Imagnes da superfície de filmes de polianilina sulfonada sobre silício foram feitas por microscopia de força atômica e microscopia óptica, a fim de verificar a morfologia da base. As influências da espessura da base e de vazios sobre as características de transistores elétricos e magnéticos foram estudadas.

Abstract: The present work consists of the fabrication and characterization of hybrid organic/inorganic permeable base transistors using sulfonated polyaniline as a base terminal. Four different emitters were used in this work: Alq3, Alq3/C60, C60/Alq3, and C60/Alq3/C60. It was observed a strong influence of base/emitter heterostructure on the electrical and magnetic characteristics on the transistor. Two different charge injection layers were used in this work: Ca and V2O5. The studied transistors present electrons as majority charge carriers. The electrical characterization was performed through two and three terminal measurements. The three terminal measurements consist in its two distinct operation modes: common-base and common-emitter. Additionally, magnetic characterization of the transistors were sequentially made for two times (a) without applied external magnetic field (0 mT); and (b) with applied external magnetic field (100 mT). Images of the surface of sulfonated polyaniline films over silicon were made by atomic force microscope and optical microscopy in order to verify the base morphology. The influences of the base thickness and opening voids on the transistors electrical and magnetic characteristics were studied.