CN1348222A - 一种有机薄膜场效应晶体管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有机薄膜场效应晶体管及其制备方法。该器件包括靠近基片梳形平行的第一电极和第二电极,远离基片的第三电极,以及夹在所述第一、第二电极和第三电极之间的有机半导体层和绝缘层。该制备方法中的绝缘层采用具有良好绝缘性能的有机材料,通过全蒸镀法正向制备有机薄膜场效应晶体管,从而有效增大了晶体管的饱和电流,缩小了晶体管面积。
Description
技术领域
本发明涉及有机电子技术领域，具体地说，涉及一种有机薄膜场效应晶体管及其制备方法。
背景技术
晶体管包括双极型晶体管和场效应晶体管(Field-Effect Transistors，以下简称FETs)，双极型晶体管是电流控制器件；而FETs工作过程和电子管十分相似，是电压控制器件，是利用改变电场来控制固体材料导电能力的有源器件。由于无机薄膜FETs的成本高，单晶难于制备，而且制备工艺条件苛刻，于是人们开始尝试采用有机材料替代无机材料充当绝缘层或/和半导体层等功能层，用有机材料作为半导体层等功能层制备得到的薄膜FETs也就被称为有机薄膜场效应晶体管(Organic Thin-Film Field-EffectTransistors，以下简称OTFFETs)。
近年来，有机薄膜晶体管(Organic Thin-Film Transistors，以下简称OTFTs)的研究工作进展迅速，并引起了人们的广泛关注。与无机硅电子器件相比，有机电子器件制备方法简单，条件温和，而且有机电子器件还可以制备在聚合物基片上，得到柔软器件。用有机半导体材料制备的器件显示出重量轻、面积大以及价格低等特点，因此可以应用在基于液晶象素或者有机发光二极管的有源平板显示(Active-Matrix Flat-PanelDisplays，以下简称AMFPDs)、电子报纸显示器(Electronic Paper Displays)的有源点阵背景、低档智能卡(Low-End Smart Cards)和电子标识牌(Electronic IdentificationTags)。利用OTFFETs得到有机集成电路、多参数气体传感器和有机电致激光的研究也在开展中。
1986年，A.Tsumura et al.(Macromolecular electronic device：Field-effect transistorwith a polythiophene thin film；Appl.Phys.Lett.；1986，49(18)：1210-1212)首次用聚噻吩为半导体材料制备得到OTFTs后，这类晶体管的研究就得到了不断的发展。Y.-Y.Linet al.(Stacked Pentacene Layer Organic Thin-Film Transistors with ImprovedCharacteristics；IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS.；1997，18(12)：606-608)使用并五苯材料得到了载流子迁移率为1.5cm2/V·s的晶体管，开关电流比达到108。在2000年，J.H.Schon et al.(Appl.Phys.Lett.；2000，77(23)：3776-3778)发现利用苝作为半导体材料，器件的电子迁移率可以达到5.5cm2/V·s，超过无定型硅的载流子迁移率。
在对OTFTs本身性能和机理进行研究的同时，对它的应用研究也在蓬勃开展。A.R.Brown et al.(Logic Gates Made from Polymer Transistors and Their Use in Ring Oscillators；SCIENCE；1995，270：972-974)利用OTFTs制作了环形振荡器的逻辑门。1998年，Henning Sirringhaus et al.(Integrated Optoelectronic Devices Based on ConjugatedPolymers；SCIENCE；1998，280：1741-1744)研制成了一个用OTFTs来驱动的小尺寸发光二极管。同年，C.J.Drucy et al.(Low-cost all-polymer integrated circuits；Appl.Phys.Lett.；1998，73(1)：108-110)利用低价的全聚合物OTFTs制成了集成电路，得到了一个15位的机械可编码振荡器。
上述成果表明，OTFTs的性能完全可以与现在使用的无定型硅晶体管相媲美，同时它在制造成本、制造条件上则远远优于无定型硅晶体管，而且OTFFETs更具有以下的优点：
(1)有机薄膜技术更多、更新，使得器件的尺寸能够更小，集成度更高，这可以达到
更高的运算速度和更小的操作功率；
(2)由于通过对有机分子结构进行适当的修饰，可以得到不同性能的材料，因此就能
够设计OTFFETs的电学性能达到理想的结果；
(3)有机材料比较容易获得，OTFFETs的制作工艺也更为简单，因此能够有效地降低
器件地成本；
(4)全部由有机材料制备的全有机FETs具有非常好的柔韧性，使得它的应用范围得
到了更进一步地拓宽。
虽然OTFFETs的研究取得了巨大的发展，但是还面临着很多的问题，尤其突出的问题是常温下有机材料的场效应载流子迁移率还是大大小于无机材料，同时器件的饱和电流和开关电流比都很小，这些都限制了OTFFETs在实际中的应用。设计和合成新的载流子传输材料是解决这个问题的一个重要方向；此外，通过器件结构的改善，则有可能进一步提高器件的性能，但这方面的报道很少。
通常，作为OTFTs绝缘层的绝缘材料多数采用无机材料，它们大部分需要通过溅射法制备，而有机材料本身热稳定性比较差，如果首先制备有机半导体层，在溅射制备绝缘层的时候容易破坏有机半导体薄膜。这就使得制备FETs很多时候只能采用反向制备法，即先溅射绝缘层，然后制备半导体层，最后才制备源极和漏极(H.Fuchigami，A.Tsumura，and H.Koezuka；Appl.Phys.Lett.；1993，63(10)：1372-1374‖GillesHorowitz，Francoise Deloffre，Francis Garnier，Riadh Hajlaoui，Mohamed Hmyeneand Abderrahim Yassar；Synth.Met.；1993，54：435-445)。而在有机半导体层上制备源极和漏极的时候，源漏之间的沟道长度不容易做得很小，因此不利于增大晶体管的饱和电流和缩小晶体管的面积。
发明内容
本发明的目的是提供一种有机薄膜场效应晶体管，即提供一种第一电极和第二电极靠近基片，第三电极远离基片的层状有机薄膜场效应晶体管的结构，其利于控制晶体管的沟道长度，能有效增大晶体管的饱和电流，缩小晶体管的面积。
本发明的又一目的是提供一种有机薄膜场效应晶体管的电极结构，即第一电极和第二电极具有梳形平行结构，其相互齿合，能有效增大晶体管的饱和电流，缩小晶体管面积。
本发明的另一目的是提供一种有机薄膜场效应晶体管的制备方法，即提供了一种通过全蒸镀法正向制备有机薄膜场效应晶体管的简单有效的方法。达到简化工艺、降低成本的目的。
为实现上述目的，根据本发明的一个技术方案，提供了一种有机薄膜场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤：
(1)在清洗剂中超声清洗导电基片，然后用去离子水超声冲洗并烘干，其中导电基片上面有一层导电膜；
(2)对上述清洗烘干后的导电基片上的导电膜进行光刻，形成一组具有平行线条形状的第一电极和第二电极；
(3)在上述光刻形成图形的导电基片上继续蒸镀半导体层，半导体层由具有较高载流子迁移率的有机半导体材料组成；
(4)在上述半导体层之上继续蒸镀绝缘层，绝缘层由有机绝缘材料组成；
(5)在上述绝缘层之上继续蒸镀金属层作为器件的第三电极；
其特征在于对步骤(2)中所述导电膜进行光刻形成的第一电极和第二电极是一组具有梳形齿合形状的平行线条，光刻形成的图形如图4所示或类似的图形。
根据本发明的又一技术方案，提供了一种根据上述方法所制得的有机薄膜场效应晶体管，其具有梳状平行第一电极和第二电极的层状结构，特征在于：该器件采用可蒸镀且成膜性能好的有机绝缘材料充当绝缘层，通过全蒸镀法正向制备了有机薄膜场效应晶体管，即在光刻完第一电极(源极)和第二电极(漏极)后，制备半导体层和绝缘层，最后制备第三电极(栅极)，所制得的晶体管源极和漏极靠近基片，栅极远离基片。该绝缘层薄膜优选为聚四氟乙烯(以下简称Teflon)、聚酰亚胺(以下简称PI)等具有良好绝缘性能的薄膜。而且上述方法由于采用了光刻的源极和漏极，使得整个晶体管的面积和沟道宽长比容易控制，可以缩小晶体管面积，有效提高饱和电流。
根据本发明的另一个技术方案，提供了一种有机薄膜场效应晶体管，其包括靠近基片梳形平行的第一电极和第二电极，远离基片的第三电极，以及夹在所述第一(源极)、第二电极(漏极)和第三电极(栅极)之间的有机半导体层和绝缘层，其特征在于绝缘层采用可蒸镀且绝缘性能好的有机绝缘材料。绝缘层材料优选为具有良好绝缘性能的Teflon、PI等。本发明的特征在于该有机薄膜场效应晶体管的第一电极和第二电极靠近基片，第三电极远离基片，是具有梳形平行第一电极和第二电极的层状结构，从而有效增大晶体管的饱和电流，缩小晶体管面积。
根据本发明的上述结构，可以达到提高晶体管饱和电流和缩小晶体管面积的目的。当采用高载流子迁移率的有机半导体材料铜酞菁(copper phthalocyanine，以下简称CuPc)充当半导体层，和具有良好绝缘性能的有机材料Teflon充当绝缘层时，可获得性能优越的有机薄膜场效应晶体管。所制得的晶体管具有高饱和电流、高开关电流比、晶体管面积小等特点。而且与通常的有机薄膜场效应晶体管的制备工艺比较，本发明达到了简化工艺、降低成本的目的。运用本发明的制备方法制备得到的有机薄膜场效应晶体管(结构为氧化铟锡(Indium-Tin-Oxide，以下简称ITO)/CuPc/Teflon/Ag)未达到饱和时在不同栅极偏压下的漏源电流—漏源电压特性曲线、跨导—栅极偏压和输出阻抗—漏源电压特性曲线分别见图7、图8。我们还对蒸镀到器件上的Teflon薄膜进行了成份测试和薄膜形态测试，图5A、图5B和图6分别为Teflon薄膜的x射线能谱(以下简称XPS)图和原子力显微镜(以下简称AFM)图。从图6中我们可以看出，绝缘层薄膜并没有因为蒸镀而变性，同时Teflon的成膜性能也相当好，薄膜均匀致密。
下面通过附图说明，本发明可变得更加清楚。
附图说明：
图1是本发明有机薄膜场效应晶体管的俯视示意图。
图2是本发明有机薄膜场效应晶体管结构剖面示意图。
图3是本发明中导电基片光刻形成四组具有梳形齿合的平行线条的第一电极(源极)和第二电极(漏极)的基片图形示意图。
图4是本发明中导电基片光刻形成一组具有梳形齿合的平行线条的第一电极(源极)和第二电极(漏极)的图形示意图(即图3中带箭头的方框的放大图)。
上述图1～图4中，1为基片，2为第一电极，3为第二电极，4为半导体层，5为绝缘层，6为第三电极。
图5A是运用本发明的制备方法制备出Teflon薄膜的F-XPS图。
图5B是运用本发明的制备方法制备出Teflon薄膜的C-XPS图。
图6是运用本发明的制备方法制备出Teflon薄膜的AFM图。
图7是运用本发明的制备方法制备的有机薄膜场效应晶体管(结构为ITO/CuPc/Teflon/Ag)未达到饱和时在不同栅极偏压下的漏源电流—漏源电压特性曲线，其中VG为栅极偏压。
图8是运用本发明的制备方法制备的有机薄膜场效应晶体管(结构为ITO/CuPc/Teflon/Ag)的跨导—栅极偏压和输出阻抗—漏源电压特性曲线，其中gm为跨导，rD为输出阻抗，IDS为漏源电流，VDS为漏源电压，VG为栅极偏压，gm、rD分别由公式①、②表示：
图中有□标记的曲线为跨导—栅极偏压特性曲线，有●标记的曲线为输出阻抗—漏源电压特性曲线。
下面结合附图和实施例详细阐述本发明的内容。
本发明提出的有机薄膜场效应晶体管结构如图2所示，其中：1为基片，可以是玻璃或者塑料；2为器件的第一电极(源极)，3为器件第二电极(漏极)，一般为ITO、氧化锌、氧化锡锌等金属氧化物或金、铜、银等功函数较高的金属，经过优化，选择为ITO；4是半导体层，半导体层由具有较高载流子迁移率的有机半导体材料组成，如酞菁类金属有机化合物、低聚噻吩类化合物、并五苯等；5是绝缘层，绝缘层由可蒸镀且具有良好绝缘性能、成膜性能的有机材料组成，经过优化，选择为Teflon、PI等；6为器件的第三电极(栅极)，栅极为金属层，一般为金、银等功函数较高的金属。
实施例一：
在弱碱性清洗剂中超声清洗方块电阻为15Ω的ITO玻璃，然后用去离子水超声冲洗两遍并烘干，其中ITO的膜厚为150nm。对ITO薄膜进行光刻，形成一组具有梳形齿合的平行线条的源极和漏极，光刻形成的图形如图4所示，沟道长度为50μm，沟道宽度为81mm，沟道宽长比为1620。把光刻形成图形的ITO玻璃置于压力为1×10-3Pa的真空镀膜腔内，利用热蒸发方法在向已有ITO源漏极的基片上蒸镀CuPc薄膜，蒸镀速率为0.05nm/s，薄膜厚度为250nm。在蒸镀完CuPc以后，继续蒸镀Teflon薄膜，蒸镀速率为0.03nm/s，薄膜厚度为400nm。最后蒸镀金属层充当栅极，金属层为Ag，Ag电极的蒸镀速率为1.0nm/s，厚度为300nm。该晶体管在栅极偏压10V的时候，开关电流比大于103，最大电流超过0.2mA。
实施例二：
在弱碱性清洗剂中超声清洗方块电阻为30Ω的ITO玻璃，然后用去离子水超声冲洗两遍并烘干，其中ITO的膜厚为180nm。对ITO薄膜进行光刻，形成一组具有梳形齿合的平行线条的源极和漏极，光刻形成的图形如图4所示，沟道长度为50μm，沟道宽度为81mm，沟道宽长比为1620。把光刻形成图形的ITO玻璃置于压力为1×10-3Pa的真空镀膜腔内，利用热蒸发方法在向已有ITO源漏极的基片上蒸镀并五苯薄膜，蒸镀速率为0.05nm/s，薄膜厚度为300nm。在蒸镀完并五苯以后，继续蒸镀Teflon薄膜，蒸镀速率为0.03nm/s，薄膜厚度为500nm。最后蒸镀金属层充当栅极，金属层依次由Au和Ag组成，Au电极的蒸镀速率为0.3nm/s，厚度为50nm，Ag电极的蒸镀速率为1.0nm/s，薄膜厚度为250nm。该晶体管在栅极偏压10V的时候，开关电流比大于104，最大电流超过0.2mA。
实施例三：
在弱碱性清洗剂中超声清洗方块电阻为15Ω的ITO玻璃，然后用去离子水超声冲洗两遍并烘干，其中ITO的膜厚为150nm。对ITO薄膜进行光刻，形成一组具有梳形齿合的平行线条的源极和漏极，光刻形成的图形如图4所示，沟道长度为50μm，沟道宽度为81mm，沟道宽长比为1620。把光刻形成图形的ITO玻璃置于压力为5×10-4Pa的真空镀膜腔内，利用热蒸发方法在向已有ITO源漏极的基片上蒸镀并五苯薄膜，蒸镀速率为0.03nm/s，薄膜厚度为150nm。在蒸镀完并五苯以后，继续蒸镀Teflon薄膜，蒸镀速率为0.02nm/s，薄膜厚度为500nm。最后蒸镀金属层充当栅极，金属层依次由Au和Ag组成，Au电极的蒸镀速率为0.3nm/s，厚度为50nm，Ag电极的蒸镀速率为1.0nm/s，薄膜厚度为250nm。该晶体管在栅极偏压10V的时候，开关电流比大于105，最大电流超过0.2mA。
尽管结合优选实施例对本发明进行了说明，但本发明并不局限于上述实施例，应当理解，在本发明构思的引导下，本领域技术人员可进行各种修改和改进，所附 概括了本发明的范围。
Claims (18)
1.一种有机薄膜场效应晶体管，其包括第一电极和第二电极，以及第三电极，以及夹在所述第一、第二电极和第三电极之间的有机半导体层和绝缘层，其特征在于第一电极和第二电极靠近基片，第三电极远离基片。
2.一种有机薄膜场效应晶体管，其包括第一电极和第二电极，以及第三电极，以及夹在所述第一、第二电极和第三电极之间的有机半导体层和绝缘层，其特征在于第一电极和第二电极是一组具有梳形齿合形状的平行线条。
3.一种有机薄膜场效应晶体管，其包括第一电极和第二电极，以及第三电极，以及夹在所述第一、第二电极和第三电极之间的有机半导体层和绝缘层，其特征在于绝缘层采用具有良好绝缘性能的有机材料。
4.如权利要求1或2或3所述的有机薄膜场效应晶体管，其特征在于绝缘层材料优选为具有良好绝缘性能的聚四氟乙烯、聚酰亚胺等。
5.如权利要求1或2或3所述的有机薄膜场效应晶体管，其特征在于其中所述的第一电极和第二电极采用氧化铟锡或氧化锌或氧化锡锌等金属氧化物，或金、铜、银等功函数较高的金属。
6.如权利要求1或2或3所述的有机薄膜场效应晶体管，其特征在于其中所述的第一电极和第二电极材料优选为氧化铟锡。
7.如权利要求1或2或3所述的有机薄膜场效应晶体管，其特征在于其中所述的组成有机半导体层的材料为酞菁类金属有机化合物、低聚噻吩类化合物、并五苯等。
8.如权利要求1或2或3所述的有机薄膜场效应晶体管，其特征在于其中所述的第三电极为金、银等功函数较高的金属。
9.一种有机薄膜场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤：
(1)在清洗剂中超声清洗导电基片，然后用去离子水超声冲洗并烘干，其中导电
基片上面有一层导电膜；
(2)对上述清洗烘干后的导电基片上的导电膜进行光刻，形成一组具有平行线条
形状的第一电极和第二电极；
(3)在上述光刻形成图形的导电基片上继续制备半导体层，半导体层由具有较高
载流子迁移率的有机半导体材料组成；
(4)在上述半导体层之上继续制备绝缘层，绝缘层由有机绝缘材料组成；
(5)在上述绝缘层之上继续制备金属层作为器件的第三电极；
10.如权利要求9所述的有机薄膜场效应晶体管的制备方法，其特征在于对所述导电膜进行光刻形成的第一电极和第二电极是一组具有梳形齿合形状的平行线条。
11.如权利要求9所述的有机薄膜场效应晶体管的制备方法，其特征在于在所述光刻形成图形的导电基片上继续制备半导体层可采用蒸镀、旋涂等方法。
12.如权利要求9所述的有机薄膜场效应晶体管的制备方法，其特征在于在所述半导体层之上继续制备绝缘层可采用蒸镀、旋涂等方法。
13.如权利要求9所述的有机薄膜场效应晶体管的制备方法，其特征在于在所述绝缘层之上继续制备金属层可采用蒸镀等方法。
14.一种根据权利要求9的方法所制得的有机薄膜场效应晶体管，其特征在于：该器件的绝缘层薄膜采用具有良好绝缘性能的有机材料。
15.如权利要求14所述的有机薄膜场效应晶体管，其特征在于绝缘层薄膜材料优选为具有良好绝缘性能的聚四氟乙烯、聚酰亚胺等。
16.如权利要求14所述的有机薄膜场效应晶体管，其特征在于其中所述的导电基片优选为氧化铟锡玻璃。
17.如权利要求14所述的有机薄膜场效应晶体管，其特征在于其中所述的组成有机半导体层的材料为酞菁类金属有机化合物、低聚噻吩类化合物、并五苯等。
18.如权利要求14所述的有机薄膜场效应晶体管，其特征在于其中所述的第三电极为金、银等功函数较高的金属。
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Cited By (11)
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|---|---|---|---|---|
| WO2003052841A1 (en) * | 2001-12-19 | 2003-06-26 | Avecia Limited | Organic field effect transistor with an organic dielectric |
| CN100440566C (zh) * | 2002-05-21 | 2008-12-03 | 株式会社半导体能源研究所 | 有机场效应晶体管 |
| CN100459147C (zh) * | 2002-08-12 | 2009-02-04 | 精密动力公司 | 产生高性能有机半导体器件的方法 |
| CN100490173C (zh) * | 2004-08-31 | 2009-05-20 | 国立大学法人大阪大学 | 薄层化学晶体管及其制造方法 |
| CN1843062B (zh) * | 2003-08-25 | 2010-10-13 | 株式会社半导体能源研究所 | 有机器件以及具有该有机器件的电子设备 |
| CN1698217B (zh) * | 2001-12-19 | 2010-11-10 | 默克专利股份公司 | 使用有机电介质的有机场效应晶体管 |
| CN101924183A (zh) * | 2009-05-14 | 2010-12-22 | 原子能和代替能源委员会 | 有机场效应晶体管 |
| CN107464880A (zh) * | 2016-06-02 | 2017-12-12 | 清华大学 | 有机薄膜晶体管制备方法和制备装置 |
| CN109980116A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | Tcl集团股份有限公司 | 一种场效应晶体管及其制备方法 |
| CN111416040A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-07-14 | 深圳大学 | 一种双极性薄膜晶体管及其制备方法 |
| CN116546824A (zh) * | 2022-05-07 | 2023-08-04 | 浙江大学 | 一种有机场效应晶体管及其制备方法 |
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2001
- 2001-11-09 CN CNB011346760A patent/CN1157807C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7029945B2 (en) | 2001-12-19 | 2006-04-18 | Merck Patent Gmbh | Organic field effect transistor with an organic dielectric |
| WO2003052841A1 (en) * | 2001-12-19 | 2003-06-26 | Avecia Limited | Organic field effect transistor with an organic dielectric |
| CN1698217B (zh) * | 2001-12-19 | 2010-11-10 | 默克专利股份公司 | 使用有机电介质的有机场效应晶体管 |
| CN101409328B (zh) * | 2002-05-21 | 2011-05-11 | 株式会社半导体能源研究所 | 有机场效应晶体管 |
| CN100440566C (zh) * | 2002-05-21 | 2008-12-03 | 株式会社半导体能源研究所 | 有机场效应晶体管 |
| CN100459147C (zh) * | 2002-08-12 | 2009-02-04 | 精密动力公司 | 产生高性能有机半导体器件的方法 |
| CN1843062B (zh) * | 2003-08-25 | 2010-10-13 | 株式会社半导体能源研究所 | 有机器件以及具有该有机器件的电子设备 |
| CN101931050B (zh) * | 2003-08-25 | 2012-05-02 | 株式会社半导体能源研究所 | 有机器件以及具有该有机器件的电子设备 |
| CN100490173C (zh) * | 2004-08-31 | 2009-05-20 | 国立大学法人大阪大学 | 薄层化学晶体管及其制造方法 |
| CN101924183A (zh) * | 2009-05-14 | 2010-12-22 | 原子能和代替能源委员会 | 有机场效应晶体管 |
| CN101924183B (zh) * | 2009-05-14 | 2014-12-17 | 原子能和代替能源委员会 | 有机场效应晶体管 |
| CN107464880A (zh) * | 2016-06-02 | 2017-12-12 | 清华大学 | 有机薄膜晶体管制备方法和制备装置 |
| CN107464880B (zh) * | 2016-06-02 | 2020-04-14 | 清华大学 | 有机薄膜晶体管制备方法和制备装置 |
| CN109980116A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | Tcl集团股份有限公司 | 一种场效应晶体管及其制备方法 |
| CN109980116B (zh) * | 2017-12-27 | 2020-11-17 | Tcl科技集团股份有限公司 | 一种场效应晶体管及其制备方法 |
| CN111416040A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-07-14 | 深圳大学 | 一种双极性薄膜晶体管及其制备方法 |
| CN111416040B (zh) * | 2020-03-11 | 2023-11-14 | 深圳大学 | 一种双极性薄膜晶体管及其制备方法 |
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