Akademik Veri Yönetim Sistemi
Dumludağ F. (Yürütücü)
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2013 - 2015
İlk defa 1977 yılında organik malzemelerin elektronikte kullanılmaya başlanması ile organik elektronik olarak tanımlanan yeni bir
araştırma alanı ortaya çıkmış ve günümüze gelindiğinde bu alanda gerek kuramsal gerekse yöntemsel anlamda önemli mesafeler kat
edilmiştir. Organik malzemeler, maliyetlerinin düşük olmaları, hafif olmaları ve büyük yüzeylere düşük sıcaklıklarda ince
filmlerinin kolaylıkla hazırlanabilir olmaları gibi nedenlerden dolayı ilgi odağı olmuşlardır. Organik malzemelerin getirmiş olduğu
bu büyük avantajlar sayesinde bu malzemeler üzerine yapılan araştırmalar son yıllarda yoğun bir şekilde ilgi görmektedir. Bu
avantajların yanında organik malzemelerle çalışmanın getirmiş olduğu bazı zorluklar da söz konusudur. Bu zorluklar özetle; düşük
mobilite değeri, atmosfer koşullarındaki kararsızlıkları, özellikle elektronik uygulamalarda kullanılmaları durumunda kaçak
akımlarının büyük olması ve kristalleşme oranlarının zayıf olması şeklinde özetlenebilir. Organik tabanlı elektroniğin genel ilgi
alanı; organik ışık yayan diyotlar (OLEDs), organik fotovoltaikler (OPVs) ve organik alan etkili transistörler (OFETs) şeklinde
özetlenebilir. 1987 yılında ilk kez Koezuka ve grubu tarafından yapılan OFET günümüz teknolojisinde önemli bir yere sahiptir.
Bugün OFET displayler (displays), radyo frekans kimlik etiketleri (radio frequency identification (RFID) tags), akıllı kartlar (smart
cards) ve sensörler (sensors) gibi yüksek teknolojik ürünü aygıtların temel yapıtaşlarını oluşturmaktadırlar. Dolayısıyla da bu
aygıtların performansı birinci derecede OFETlerin performansına bağlıdır. Aynı zamanda bu yüksek teknolojik aygıtların ticari
getirisi yüksek olduğu için yapılan araştırmaların ticari yönden yüksek katma değer oluşturabileceği de göz önünde
bulundurulmalıdır. Organik tabanlı transistörler üzerine yoğun olarak çalışılmasına rağmen çalışmalar henüz istenen düzeye
ulaşmamış olup ticari olarak kullanılan transistörlerin %95inden fazlasında silisyum (Si) kullanılmaktadır. Ancak kristalik
malzemeler geniş yüzeylere kaplamaları için pahalı ve yüksek vakum, temiz oda gibi özel koşular gerektirmelerinden dolayı her
geçen gün popülaritesini yitirmektedir. Son zamanlarda, , aktif tabakasını organik nanotellerin oluşturduğu transistörler üzerinde
yoğun olarak çalışılmaktadır. Bu projede, aktif tabakasını farklı moleküler yapılara ve substitute gruplara sahip ftalosiyanin
nanotellerinin oluşturduğu OFET’lerin üretilerek performans parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Proje kapsamında
kullanılması planlanan ftalosiyanin molekülleri M. Ü. Fen. Ed. Fak. Kimya Bölümü tarafından sentezlenecektir. Üretilmesi
planlanan diğer bir grup OFET’lerde aktif tabaka olarak SnO2, ZnO gibi inorganik nanoteller kullanılacaktır. Her iki grup OFET’de
yük hareketliliği, kaçak akım, açma/kapama akımları oranı gibi temel performans parametreleri belirlenecektir. Bu proje kapsamında
ilk olarak çalışmalarda aktif tabaka olarak kullanılması planlanan organik malzemelerin sentezlenmesi hedeflenmiştir. Bu konuda
oldukça tecrübeli bir ekibimiz mevcuttur. Projenin ilerleyen aşamalarında sentezleri gerçekleştirilen organik malzemelerden
nanotellerin üretilmesi hedeflenmiştir. Nanotellerin sentezlenmesinde sırasıyla Anodik Alümina Oksit şablonlar (AAO kalıp) ve
Fiziksel/Kimyasal Buhar Yığma (PVD/CVD) yöntemleri kullanılacaktır. Üçüncü basamakta transistörü imal etmek
hedeflenmektedir. Bunun için farklı altlıklar (Si, ITO, Cam, Plastik) üzerine bir dielektrik yalıtkan büyütülecektir. Dielektrik
tabakanın oluşturulmasından sonra daha önce düzenli diziler haline getirilen nanoteller PDMS (Polydimetylsiloxane) ile dielektrik
tabakanın üzerine transfer edilecektir. Ticari olarak temin edilecek olan bir maske yardımıyla yüksek saflıktaki Altın (Au), Gümüş
(Ag), Alüminyum (Al) metallerinden biri ısıl buharlaştırma yöntemiyle buharlaştırılarak transistörün Source/Drain elektrotları
oluşturularak hedeflenen transistör imal etmiş olacaktır. İyi bilinmektedir ki bir transistörün özellikle organik tabanlı transistörlerin
performansı ortam sıcaklığı ve nem gibi üretim koşullarına çok bağlıdır. Bunun için transistörlerin üretimi argon veya azotlu ortam
içeren eldivenli kabinde (Glove Box) gerçekleştirilecektir. İyi performansa sahip bir transistör için aktif katman olarak kullanılan
organik malzemenin yük mobilitesinin yüksek, yalıtkan-yarıiletken ara yüzündeki arayüz durumlarının (tuzakların), kontak
direncinin ve kaçak akımların düşük olması gerekmektedir. Proje ekibimiz bu konuda gerekli bilgi birikimine ve tecrübeye sahiptir.
Üretilen transistörlerin karakterizasyonları gate geriliminin sabit değerleri için akım-voltaj (I-V) karakteristikleri ile frekansa ve
gerilime bağlılığı kapasite-voltaj (C-V) ölçümlerinin yapılması suretiyle gerçekleştirilecektir. Yük hareketliliği eşik altı salınımları
ve on/off oranları gibi temel performans parametreleri ölçülen I-V ve C-V karakteristiklerinden belirlenecektir. Elde edilen veriler
SCI dergilerde yayınlanarak uluslararası bilim camiasında tartışmaya açılacaktır.