JP2009540605A - ナノ粒子を有する有機半導体組成物 - Google Patents

Abstract

有機分子媒質と、この媒質中に拡散した複数のナノ粒子と、これらのナノ粒子の表面に化学的に結合した被膜とを含み、半導電性固体である組成物。

Description

本発明は、概して有機半導体を対象とし、より詳細には、有機電界効果トランジスタｏＦＥＴにおいて使用するのに適する有機半導体組成物を対象とする。

有機半導体は、低コストの可撓性電子デバイスに対するその可能性ゆえに、熱心な研究の対象になっている。有機半導体は、有機発光ダイオードｏＬＥＤおよび有機電界効果トランジスタｏＦＥＴにおいて、ならびに多数のデバイスを集積する回路において使用されている。インクジェット印刷などの製造技術が、これらのデバイスおよびこれらのデバイスを使用する集積回路の製造コストを下げるのに役立っている。

典型的には、多くの場合、有機半導体上に構築されるデバイスは、シリコンなどの半導体と比較して、キャリア移動度が比較的低い。また、多くの場合、このようなデバイスは、従来の半導体をベースとするデバイスに比較して、オフ電流に対するオン電流の比率（Ｉ_ｏｎ／Ｉ_ｏｆｆ比）が比較的低い。向上したキャリア移動度および向上したＩ_ｏｎ／Ｉ_ｏｆｆ比を併せ持つ有機半導体材料が必要である。

１つまたは複数の上述の欠点に対処するため、一実施形態は組成物である。この組成物は、有機分子媒質と、この媒質中に拡散した複数のナノ粒子とを含む。被膜が、複数のナノ粒子の表面に化学的に結合させられる。この組成物は、半導電性固体である。

別の実施形態は、回路の製造方法である。この方法は、複数のナノ粒子に被膜を化学的に結合させるステップを含む。ナノ粒子は、有機分子を含む媒質中に拡散させられ、これから有機半導体チャネルを形成する。基板の上に複数の電極を形成する。これらの電極は、ＦＥＴのゲート電極、ドレイン電極およびソース電極のうちの２つとして機能するように配置される。

別の実施形態は装置である。この装置は、第１および第２の電極が接触している有機半導体チャネルを有する電子デバイスを備える。このチャネルは、有機分子媒質と、この媒質中に拡散した複数のナノ粒子とを含む。ナノ粒子には、被膜がその表面に化学的に結合される。

添付の図面と共に読まれると、以下の詳細な説明より種々の実施形態が理解される。種々の特徴は、縮尺通りには描かれていない場合があり、説明の明瞭化のために寸法が任意に増減される場合がある。以下、添付の図面と組み合わせて、以下の説明が参照される。

一実施形態は、有機分子媒質中に拡散した複数のナノ粒子を含む半導電性固体組成物である。ナノ粒子には、被膜がその表面に化学的に結合している。この被膜は、以下で詳細に説明される。有機分子としては、ポリマーまたは非ポリマーが含まれ得る。この組成物中の多数電荷キャリアは、分子の性質に応じて、電子または正孔であってよい。多数キャリアが電子である場合には、この組成物はｎ型となり、多数キャリアが正孔である場合には、この組成物はｐ型となる。

図１Ａが、有機分子を含む従来の固体組成物１００の平面図を示す。組成物１００において、有機分子は、結晶性ドメイン１１０と、結晶性ドメイン１１０間の非晶質領域１２０とを形成する。結晶性ドメイン１１０は、平均サイズを有する。図１Ｂが、有機分子媒質およびナノ粒子１４０を含む組成物１３０の平面図を示す。ナノ粒子１４０には、被膜１４５がその表面に化学的に結合している。組成物１３０において、有機分子は、結晶性ドメイン１５０と、結晶性ドメイン１５０間の非晶質領域１６０とを形成する。しかし、結晶質ドメイン１５０の平均サイズは、従来の組成物１００中の結晶質ドメイン１１０の平均サイズよりも小さい。組成物１３０のこの側面を、以下でより詳細に検討する。

各結晶性ドメイン１５０は、単離したものであってよく、あるいは１つまたは複数の隣接する結晶性ドメイン１５０に接触していてよい。しかし、一般的には、１）結晶性ドメイン１５０は、隣接する結晶性ドメイン１５０に対する任意の結晶方位を有することによって特徴付けられ、２）非晶質領域１６０は、結晶性ドメイン１５０により占められていない体積部分を占める。

非晶質領域１６０は、個々の結晶性ドメイン１５０に関連付けされる長距離的な秩序的配列の実質的欠如により特徴付けられる。有機分子がポリマーを含む場合には、非晶質領域１６０は、完全非晶質ポリマー鎖、結晶性ドメイン１５０中に含まれる鎖部分、またはそれらの両方を含み得る。有機分子が非ポリマーを含む場合には、非晶質領域１６０もまた非ポリマー分子を含み得る。

図１Ｂは、多結晶材料の構造の単純化された図であると理解される。実際の材料では、結晶性ドメイン１５０は、特定のサイズ分布を有する。この分布は１つまたは複数のモードを有することがあり、各モードは、組成物１３０中の結晶性ドメイン１５０のサイズの確率密度関数の極大値に対応する。以下の説明の簡略化のために、確率分布は正規分布であり、モードは平均に等しいと仮定する。しかし、組成物１３０は、単一モードを有する結晶性ドメイン１５０のサイズ分布に限定されない。

組成物１３０の移動度は、結晶性ドメイン１５０の平均サイズの関数であってよい。「サイズ」という語は、平均直径、最小直径、質量、体積および、結晶性ドメインのサイズを説明するための他の一般に容認されている数的指標などの概念を含む。組成物１３０のキャリア移動度に影響を及ぼし得る他の要素としては、結晶性ドメイン１５０および非晶質領域１６０により占められる相対体積と、結晶性ドメイン１５０の方位分布とが含まれる。

先に指摘したように、組成物１３０中の結晶性ドメイン１５０の平均サイズは、従来の組成物１００中の結晶性ドメイン１１０の平均サイズ未満である。図１Ｂの結晶性ドメイン１５０の詳細図は、結晶性ドメイン１５０が、有機分子１７０に加えて、１つまたは複数のナノ粒子１４０をも含み得ることを示す。

一態様において、ナノ粒子１４０は、ナノ粒子１４０の数密度（単位体積当たりの粒子数）が組成物１３０中において実質的に均一となるように、組成物１３０中に拡散する。別の態様において、ナノ粒子１４０の拡散は、組成物１３０上に製造された電極間の距離のオーダにもとづく規模で均一である。別の態様では、ナノ粒子１４０の拡散は、約１０μｍまたはそれ未満の規模で均一である。しかし、ナノ粒子１４０は、非晶質領域１６０中に比べて結晶性ドメイン１５０中の方が、ナノ粒子１４０の濃度がより高くなるように拡散してよい。

有機分子は、ポリマーまたは、ポリマーおよび非ポリマーの混合であってよい。組成物１３０のポリマー部分は、１つの実質的に純粋なポリマー化合物からなってよく、または２つ以上のポリマー化合物を含んでよい。同様に、仮に組成物１３０中に非ポリマー部分がある場合、この部分は、１つの実質的に純粋な非ポリマー化合物からなってよく、または２つ以上の非ポリマー化合物を含んでよい。さらに、組成物１３０が２つ以上の有機化合物を含む場合には、組成物１３０は、２つ以上の有機化合物に対応する結晶性ドメイン１５０を含んでよい。

有機分子は、固相において半導体特性を有することにより特徴付けられ得る。有機半導体は２つの大まかな区分の中の要素であり得ることが、当業者には理解されよう。これらの区分の第１は、芳香族単位または複素環式芳香族単位を組み込むポリマーであり、これらの単位は、共役を保つように互いに融合し得る、および／または互いに結合し得る。第２は、芳香族単位または複素環式芳香族単位を組み込む単分散化合物を含み、これらの単位は、共役を保つように互いに融合し得る、および／または互いに結合し得る。また、この第２の区分は、反復単位の数が十分に多い場合には第１の区分に入ることとなるオリゴマー鎖を含む。本明細書において使用される際に、「ポリマー」という語は、第１の区分の定義に合致し、「非ポリマー」は第２の区分の定義に合致する。

多数の半導体ポリマーが知られている。これらのポリマーに含まれ得る芳香族単位の例としては、ビチオフェン、フルオレンおよびベンゾチアジアゾールが含まれるが、これらに限定されない。半導体特性をやはり有し得るこれらのタイプのポリマーの置換例としては、アルキル基、アルコキシ基、エーテル、および／または水酸基が含まれるが、それらに限定されない。

図２Ａ〜図２Ｅが、そのようなポリマーの例を示す。例は、ポリ（９,９−ジオクチルフルオレン−アルト−ビチオフェン）（Ｆ８Ｔ２）２１０、ポリ（３,３’−ジオクチルターチオフェン）（ＰＴＴ８）２２０、レジオレギュラーポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）２３０、ポリ（９,９−ジオクチルフルオレン）（Ｆ８）２４０、およびポリ（９,９−ジオクチルフルオレン−アルト−ベンゾチアジアゾール）（Ｆ８ＢＴ）２５０を含む。これらのポリマーは、前述の区分の中の要素であり、これらの例は、その区分の要素を網羅するものではないことが、当業者には理解されよう。

また、半導体非ポリマーの多数の例が、当技術において知られている。図３Ａ〜図３Ｇは、そのような非ポリマーの例を示す。これらの例は、６,１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセン（ＴＩＰＳ）３２０などの加工可能なペンタセン誘導体３１０、加工可能なアントラジチオフェン誘導体３３０およびベンゾジチオフェン誘導体３４０、テトラシアノキノジメタン３５０、ナフタレン−１,４,５,８−テトラカルボキシル基二無水物３６０、およびＮ−置換ナフタレン１,４,５,８−テトラカルボン酸ジイミド誘導体３７０を含む。この例示の非ポリマーのセットは網羅的ではないことが、当業者には理解されよう。

いくつかの実施例において、組成物１３０は、ポリマーを含む。１つのそのような実施形態では、ポリマーは、（Ｆ８Ｔ２）２１０である。一般的に、（Ｆ８Ｔ２）２１０の固相は、約１ｅ−３ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１の典型的な有効正孔移動度を有するｐ型半導体である。

「ナノ粒子」という語は、約１００ｎｍまたはそれ未満の直径を有する有機粒子または無機粒子の区分を表す。いくつかの場合において、ナノ粒子１４０は、約２０ｎｍまたはそれ未満の直径を有する。また、ナノ粒子は、ファンデルワールス力などの弱い相互作用により疎結合されたより小さな粒子の凝集体であってよい。ナノ粒子は、絶縁性、半導電性、または導電性のものであってよい。絶縁性のものである場合、ナノ粒子１４０は、無視できるほどの低い導電性を有する物質を含んでよい。この物質は、予期される作動条件下で組成物１３０が受ける温度および電位にてキャリアのさほど大きな電導性が存在しないのに十分なだけの大きさのバンド・ギャップをこの物質が有する場合には、無視できるほどの低い導電性を有する。

いくつかの場合において、ナノ粒子１４０は、ケイ素を含み得る。他の場合では、ナノ粒子１４０は、二酸化ケイ素を含み得る。別の態様では、ナノ粒子１４０は、例えばニ酸化チタンまたは酸化アルミニウムなどの金属酸化物を含み得る。別の態様では、ナノ粒子は、フラーレンまたはナノロッドなどの導電性有機化合物または半導電性有機化合物を含み得る。前出の例示の物質を製造する方法は、当業者によく知られている。

例えばｐ型半導体分子においては、固体中の有効移動度は、隣り合う分子のπ軌道間の「ホッピング」により制限され得ると考えられている。結晶性ドメイン１５０はきっちり詰まった鎖によりおそらく形成され、その鎖間をキャリアが比較的容易にホッピングし得ると考えられている。対照的に、非晶質領域は、緩めに詰まった鎖により形成され、ホッピングの発生に対して好適なように重なり合う鎖が比較的少ない。したがって、結晶性ドメイン１５０中の多数キャリアは、非晶質領域１６０中の多数キャリアに比べて移動度がより高い。

組成物１３０中にナノ粒子１４０を含むことによって、結晶性ドメイン１５０のサイズ分布および方位分布が変わり、より多数のより小さな結晶性ドメイン１５０をもたらし得ると考えられる。このような構成は、電流路のより等方性の分布と、より高い導電性を有するより多数の電流路とを実現することによって、バルク組成物１３０における移動度の向上をもたらし得ると考えられている。

ナノ粒子１４０の平均サイズが所望の構造を生じさせる役割を果たすと考えられる。例えば、組成物１３０中で無視できるほど低い体積率を占めつつ、結晶成長の核となるのに適するように、ナノ粒子１４０の平均サイズを選択することができる。一態様においては、この平均サイズは、結晶の成長をさほど妨げることなく結晶成長の核となるには十分な小ささであってよい。いくつかの場合では、平均サイズは、溶媒中のポリマーおよびナノ粒子の分散におけるポリマー鎖の曲率半径と同様であり得る。一実施形態では、ナノ粒子１４０は、約１５ｎｍまたはそれ未満の平均直径を有する。別の実施形態では、平均直径は約１２ｎｍである。いくつかの場合において、ナノ粒子１４０のサイズ分布は、２つ以上のモードを有し得る。

一実施形態において、ナノ粒子１４０は、溶融シリカであってよく、これは、小さい粒子サイズで製造することが可能である。一実施形態では、Ｄｅｇｕｓｓａ Ｃｏｒｐ社（Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ、ＮＪ）により製造された溶融シリカ製品であるＡｅｒｏｓｉｌ（登録商標）Ａ２００を使用する。Ａｅｒｏｓｉｌ（登録商標）Ａ２００は、約２００ｍ^２／ｇの平均粒子表面積を有し、これは各粒子についての約１２ｎｍの平均粒径に対応する。

ナノ粒子１４０などの小粒子は、双極性またはファンデルワールス引力により、凝集体を形成する傾向を有することがある。有機分子中におけるナノ粒子１４０の拡散を向上させるために、ナノ粒子１４０の表面に被膜１４５を化学的に結合させる。本明細書において使用する場合、被膜は、ナノ粒子１４０の表面に付着する１つまたは複数の化学基である。被膜は、連続的または非連続的なものであってよく、周囲環境からナノ粒子を必ずしも隔離するものではない。被膜１４５は、本明細書において「融和因子」と定義される化学基を含んでよい。融和因子は、他の場合にはナノ粒子１４０の凝集を生じさせるおそれがあるこれらのナノ粒子１４０間の双極性またはファンデルワールス相互作用を低下させることができる。いくつかの場合においては、被膜１４５は、２つ以上のタイプの融和因子を含んでよい。他の場合においては、２つ以上のタイプの融和因子を使用して、同一の組成物１３０中に拡散される、種々の被膜１４５を有するナノ粒子１４０の混合物を生成することができる。

一態様においては、融和因子は、無極性基のものであってよく、これは有機質部分を含んでよい。いくつかの場合においては、融和因子は、芳香環を含む。芳香環がある場合には、芳香環は、フェニル環をさらに含むこともある。原子または原子団を有機質部分に付着させて、ナノ粒子１４０の有機分子との相互作用を変えることができる。一態様においては、仮に付着した原子がある場合には、これはハロゲンであってよい。例えば、以下に説明するように、有機分子がポリマー（Ｆ８Ｔ２）２１０を含む場合には、臭素が付着するフェニル環は、凝集を低減させ、望ましい電気特性の組成物１３０をもたらす効果を有する。

したがって、融和因子が組成物１３０中で２つの役割を有し得ることは明らかである。第１は、有機分子との混合前および混合後における、ナノ粒子１４０の凝集を低減させることである。第２は、有機分子との好ましい相互作用を実現することである。好ましい相互作用とは、例えばさらに優れた凝着力、所望の核形成特性、または電荷キャリア・トラップの存在を減少させる結果をもたらす特定の電気的相互作用を含んでよい。

図４が、シリカのナノ粒子を変更するのに適する有機質部分の概念図を示すが、これに限定されない。４−ブロモフェニルトリメトキシシラン（ＢＰ−ＴＭＳ、ＣＡＳ ＃１７０４３−０５−９）４１０は、トリメトキシシランの臭素置換誘導体である。メトキシ基が、シリカ粒子と反応し、ＴＭＳ４１０が付着する共有結合を形成し、被膜１４５を生成し、ナノ粒子４２０に所望の特徴をもたらすと考えられている。さらに、この異性体中の臭素原子の位置により、（Ｆ８Ｔ２）２１０との望ましい相互作用が得られることが考えられる。

別の実施形態は、回路を製造する方法である。この方法は、複数のナノ粒子１４０に被膜を化学的に結合させるステップを含む。これらのナノ粒子は、有機分子間に拡散し、結果として得られる組成物は、有機半導体チャネルを形成するために使用される。基板の上に電極が形成され、これら電極は、ＦＥＴのゲート電極、ドレイン電極、および／またはソース電極として機能するように配置され得る。ＦＥＴの能動チャネルは半導体を含む。

図５が、回路の製造方法５００を示す。下部ゲート構造、上部ゲート構造および共面構造を含むいくつかの構造様式を使用してｏＦＥＴを形成し得ることが、当業者には理解されよう。説明のため、方法５００は、下部ゲート型ｏＦＥＴを前提として示される。他のｏＦＥＴの構造様式を使用し得ることが、当業者には直ちに明らかになろう。

図６が、下部ゲート型ｏＦＥＴ６００の断面図を示す。図示される構造様式において、下部ゲートは、ゲートとして機能するのに十分な導電性を有する基板６１０を含む。誘電体６２０が、基板６１０からチャネル層６３０を絶縁する。ソース電極６４０、ドレイン電極６５０およびゲート電極６６０が、ｏＦＥＴ６００の端子への電気的接続を提供する。

図５では、ステップ５１０において、基板６１０が提供され、その上に回路が製造される。基板６１０は、ｐ^＋＋シリコンウェーハまたは他の適切な基板であってよい。ステップ５２０において、誘電体６２０が、基板上に従来の様式で形成される。誘電体６２０は、熱成長ＳｉＯ_２層であってよいが、他の従来の誘電体をも使用し得ることが当業者には理解されよう。

ステップ５３０において、チャネル層６３０が、誘電体６２０の上に形成される。チャネル層６３０は、例えば組成物１３０であってよく、浸漬塗布、スピン塗布またはジェット噴霧により、有機分子の溶媒中の、被膜１４５を有するナノ粒子１４０の懸濁物質を堆積させたものであってよい。一実施形態において、チャネル層６３０は、ポリマーを含む。

複数のステップによるプロセスを用いて、基板６１０の上に堆積させるための懸濁物質を用意することができる。以下で説明する実施形態におけるステップは、順を追って示されるが、これらのステップは、他の順序で実施することが可能であることが当業者には理解されよう。説明する懸濁物質を結果的にもたらす実質的に同様のステップを用いる任意の順序が予期される。

ステップ５４０において、被膜１４５は、複数のナノ粒子上に形成される。このステップは、以下のステップに十分な量のナノ粒子１４０から水分を除去するステップを含む。例えば、約１ｇのナノ粒子１４０を、約１２０℃で約１２時間の間、乾燥させてよい。乾燥後に、ナノ粒子１４０は、チャネル層６３０中におけるナノ粒子１４０の拡散を向上させるために、被膜１４５を生成するように処理される。一実施形態においては、この処理により、ナノ粒子１４０の凝集が低減される。いくつかの場合においては、この処理により、先に説明したように、ナノ粒子１４０間の極性相互作用が変更される。

この処理の適切な方法が、ナノ粒子１４０が二酸化シリコンを含む場合に関して、以下で説明される。特定の量および時間が例として詳しく述べられるが、限定的なものではない。一実施形態においては、誘導体は、ＢＰ−ＴＭＳ４１０である。約１００ｍＬのトルエン中に約１ｇのＢＰ−ＴＭＳを溶解させたものを、約３０分間混ぜてよい。約１ｇの乾燥済みナノ粒子１４０を、ＢＰ−ＴＭＳ／トルエン溶液に添加してよく、この混合物を、乾燥条件において約１２時間の間攪拌してよい。この攪拌の際に、超音波音響エネルギーを任意に使用してよい。

攪拌後に、ナノ粒子１４０を、例えば遠心分離により、混合物から分離させてよい。ナノ粒子１４０を、洗浄溶剤中にて１回または複数回リンスしてよい。１つの適切なリンス・ステップにおいては、ナノ粒子１４０をトルエン中にてリンスし、４回遠心分離させるが、乾燥させない。

リンス後に、ナノ粒子１４０は、有機分子の溶液に添加されて、懸濁物質を形成する。一実施形態においては、有機分子はポリマーである。別の実施形態においては、有機分子は（Ｆ８Ｔ２）２１０である。（Ｆ８Ｔ２）２１０は、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｎｃ．社（Ｑｕｅｂｅｃ、Ｃａｎａｄａ）より入手可能である。（Ｆ８Ｔ２）２１０が使用される場合、テトラヒドロフランＴＨＦを溶媒として使用してよい。この実施形態においては、約２．０ｇのナノ粒子１４０を１ＬのＴＨＦに添加して、ＴＨＦ中のナノ粒子１４０が約０．２重量％である懸濁物質を結果として得てよい。ステップ５５０において、約１０ｇの固体の（Ｆ８Ｔ２）２１０を、約１ＬのＡｅｒｏｓｉｌ（登録商標）／ＴＨＦの懸濁物質に添加し、混合して（Ｆ８Ｔ２）２１０を溶解し、懸濁物質中における約１．０重量％の（Ｆ８Ｔ２）濃度を結果として得てよい。

ステップ５３０に戻ると、いくつかの場合においては、チャネル層６３０は、浸漬塗布により基板６１０上に形成される。スピン塗布またはドロップ・キャスティングなどの他の適切なキャスティング技術を使用してもよい。上述のように用意された懸濁物質を浸漬塗布によりキャスティングする場合には、約０．２ｍｍ／ｓから約５ｍｍ／ｓまでの範囲の、懸濁物質からの基板６１０の引抜き速度を用いて、約７０ｎｍから約２０ｎｍまでの範囲の厚さの膜を生成することができる。

ステップ５６０において、チャネル層６３０および誘電体６２０は、基板６１０の部分の露光のための従来式の手段を使用してパターニングされる。次いで、ソース電極６４０、ドレイン電極６５０およびゲート電極６６０が、従来の方式で基板６１０上に形成される。形成は、例えばシャドウ・マスクを使用した金の堆積などによって行うことができる。

本明細書において説明されるように用意された組成物１３０は、約１．６ｅ−２ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１の正孔移動度を有し得る。有利には、この移動度は、別の同一条件下において製造された、真性の（Ｆ８Ｔ２）２１０にもとづくデバイスにおける正孔移動度に対して、略１０倍の上昇を示すことがある。さらに、ｏＦＥＴ６００のオフ電流（Ｉ_ｏｆｆ）に対するオン電流（Ｉ_ｏｎ）の比率は、真性半導体有機分子を使用して製造されたｏＦＥＴに対して略１０倍高くなることがある。

また、結果として得られた組成物１３０は、真性ポリマーの機械的特性を実質的に保持する。さらに、ポリマー／エアロゲル／溶媒のスラリーの粘度は、均等なポリマー濃度を有するポリマー／溶媒の溶液の粘度よりも高くなり得る。このような粘度の上昇は、チャネル層６３０が例えば大量印刷を用いて形成される場合に望ましい場合がある。

別の実施形態は装置である。この装置は、本明細書に説明される組成物１３０を含むチャネルに接触している第１および第２の電極を有する電子デバイスを備える。

図７が、例示の装置７００を示す。電子機器７１０が、電源と、電子デバイス７２０に連係する駆動電子装置とを備えてよい。電子デバイス７２０は、本明細書において説明される方法５００にしたがって形成され、本明細書において説明される組成物１３０を含むチャネルを有する。電子デバイス７２０は、チャネル表面に電界を生成するように配置されたゲート電極を備えてよい。さらには、電子デバイス７２０は、前述の方法により製造されるｏＦＥＴであってよい。

本発明を詳細に説明したが、当業者は、最も広い形式における本発明の精神および特許請求の範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な変更、代替および変形を行うことが可能であることを理解すべきである。

ＡおよびＢは、ナノ粒子を有さない有機分子を含む組成物、およびナノ粒子を有する有機分子を含む組成物の、それぞれの平面図である。 Ａ〜Ｅは、半導体ポリマーの例を示す図である。 Ａ〜Ｇは、非ポリマー有機半導体分子の例を示す図である。 有機質部分が表面に付着しているナノ粒子を示す図である。 有機分子およびナノ粒子を含む組成物を使用してｏＦＥＴを形成する方法を示す図である。 その組成物を含むｏＦＥＴの断面図である。 例示の装置を示す図である。

Claims (10)

1. 有機分子媒質と、
   前記媒質中に拡散した複数のナノ粒子と、
   前記複数のナノ粒子の表面に化学的に結合した被膜と
   を含み、半導電性固体である、組成物。
2. 前記ナノ粒子はケイ素原子を含む、請求項１に記載の組成物。
3. 前記被膜は融和因子を含む、請求項１に記載の組成物。
4. 前記有機分子は半導体ポリマーである、請求項１に記載の組成物。
5. 前記ナノ粒子は、約１５ｎｍまたはそれ未満の平均直径を有する、請求項１に記載の組成物。
6. 複数のナノ粒子に被膜を化学的に結合させるステップと、
   有機分子を含む媒質中に前記ナノ粒子を拡散させるステップと、
   前記媒質を含む有機半導体チャネルを形成するステップと、
   基板上に複数の電極を形成するステップであって、前記電極は、ＦＥＴのゲート電極、ドレイン電極およびソース電極のうちの２つとして機能するように配置されるステップと
   を含む、回路を製造する方法。
7. 前記皮膜は融和因子を含む、請求項６に記載の方法。
8. 被膜を化学的に結合させる前記ステップは、トリメトキシシランの誘導体にナノ粒子をさらすステップを含む、請求項６に記載の方法。
9. 前記有機分子は半導体ポリマーである、請求項６に記載の方法。
10. 前記半導体ポリマーを含む溶液の粘度が、前記ナノ粒子が中に拡散することによって高められる、請求項６に記載の方法。

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