Ingineria dielectricilor de poarta pentru tranzistori organici emitatori de lumina de inalta performanta


Project Director: Dr. Carmen BREAZU

Proiect: PN-IV-P2-2.1-TE-2023-1626

Contractant: Institutul Național de Cerctare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor (INCDFM)

Director proiect: Dr. Carmen Breazu

Tip proiect: Proiecte de cercetare pentru stimularea tinerelor echipe independente (TE)

Data începerii: 08/01/2025

Data finalizării: 31/12/2026

Autoritate contractantă: UEFISCDI

Rezumat proiect

Dispozitivele multifuncționale bazate pe materiale organice, inclusiv optoelectronica integrată flexibilă, servesc ca o tehnologie promițătoare pentru a realiza sisteme electronice integrate ușor de utilizat. Tranzistoarele organice emitatoare de lumină/OLET-urile reprezintă o platformă tehnologică relativ nouă în domeniul electronicii organice și au câștigat interes datorită arhitecturii integrate unice care imbina caracteristicile de comutare electrică cu capacitatea de a genera lumină. Performanța ridicată este una dintre considerentele cheie pentru implementarea OLET-urilor, iar cercetările sunt dedicate studiilor diferitelor procese fizice implicate în aceste dispozitive organice și optimizării tehnicilor de fabricație. În acest sens, proiectul propune o nouă configurație pentru structurile OLET prin modificarea interfeței dielectric/organic folosind un aranjament periodic de nanostructuri 2D și modul în care acestea pot fi exploatate ca instrument activ pentru manipularea luminii. Ingineria suprafeței oferă o cale simplă pentru îmbunătățirea performanței și/sau funcționalitatea sporită a structurilor OLET și un pas înainte pentru a depăși factorii limitativi ai utilizării lor în electronica comercială. Originalitatea proiectului derivă din metoda nanotehnologiei, litografia UV-nanoimprint propusă a fi utilizată pentru modificarea suprafeței, în timp ce aspectul inovator este acoperit de noua configurație OLET bazată pe suprafețe nanostructurate.

Coordonator proiect: Dr. Carmen Breazu

Cercetator stiintific : Dr. Anca Stanculescu

Cercetator stiintific: Dr. Marcela Socol

Cercetator post-doctoral: Dr. Oana Rasoga

Cercetator post-doctora: Dr. Andreea Costas

Cercetator post-doctora: Dr. Cristina Besleaga (Stan)

Student doctorand: Drd. Gabriela Baiasu

Rezumat executiv al activităților realizate în perioada de implementare

In cadrul etapei 1/2025 au fost desfasurate 5 activitati. Activitatea 1.1 Procesul de Nanoimprint - stabilirea designului; comandarea mastilor pentru procesul de nanoimprint; realizarea matricei 2D de nanostructuri (cu parametrii geometrici diferiti) pe sticla/substrat flexibil. In cadrul acestei activitati s-au realizat aranjamente periodice de nanostructuri 2D sub forma de piramide si pilari (cilindri) pe substraturi rigide si flexibile, substraturi folosite ulterior la realizarea structurii de tranzistor organic emitator de lumina (OLET). Activitatea 1.2 a)Depunerea electrodului de poartă și a stratului dielectric pe substraturile de sticla/flexibil nanostructurate selectate. b) Caracterizarea dielectricilor de poartă nanostructurati. Aceasta activitate vine in continuarea precedentei, constand in obtinerea de filme dielectrice din PMMA si PDMS prin spin-coating pe substraturile rigide si pe cele care contin diferite modele de paternare. Filmele dielectrice obtinute au fost investigate prin profilometrie, AFM, SEM, spectroscopie UV-VIS, FTIR, elipsometrie si masuratori de capacitate-tensiune. Activitatea 1.3 a) Depunerea straturilor organice pe dilectricii de poarta nanostructurati b) Caracterizarea morfologica, structurala, optica si electrica a straturilor organice active. c) Depunerea electrozilor sursa si drena. In aceasta activitate s-a continuat cu realizarea structurii OLET prin depunerea filmelor active in configuratie multistrat prin metoda MAPLE precum si depunerea electrozilor sursa-drena. Filmele organice astfel obtinute au fost investigate prin microscopia de forta atomica, microscopia electronica de baleiaj, spectroscopia UV-VIS si fotoluminscenta, spectroscopia FTIR si difractia de raze X, observandu-se realizarea cu succes a stratului activ pentru structura OLET. Activitatea 1.4 Realizarea structurii de OLET pe substrat rigid nanostructurat. Caracterizare electrică și fotoelectrică. In aceasta activitate s-au efectuat masuratori electrice pe structurile de tranzistori obtinute in configuratie plana si nanostructurata si au fost puse in evidenta proprietatile acestora. Din perspectiva designului dispozitivului, aceste rezultate confirma faptul ca filmul PMMA si variantele nanostructurate sunt dielectrici de poarta potriviti pentru structura OLET- TPD/BCP/Alq3.  Activitatea 1.5 Diseminarea rezultatelor: pagina WEB a proiectului, o participare la o conferinta internationala, o lucrare trimisa spre publicare. In aceasta activitate s-a urmarit diseminarea rezulatatelor obtinute prin participarea la 2 conferinte internationale, trimiterea a 2 articole spre publicare in diferite reviste indexate ISI si realizarea paginii WEB al proiectului. Prin urmare livrabilele, indicatorii de rezultate si diseminarea rezultatelor pentru anul 2025 au fost indeplinite.

  1. C. Breazu,* A. Stanculescu, M. Socol, O. Rasoga, N. Preda, A. Costas, G. E. Stan, D. Georgeta Popescu, G. Petre, S. Iftimie, T. Tite, DNA−RNA Nucleobase-Coated ZnO Nanostructures for Interface Engineering in Organic Optoelectronics publicata in ACS Applied Nano Materials, 2025, 8, 16307−16320.
  2. M. Socol, N. Preda, C. Breazu, S. Iftimie, G. Petre, A. Stochioiu, G. Popescu-Pelin, A. M. Catargiu, R. Udrea, G. Socol, A. Stanculescu, Metal phthalocyanine:perylene diimide derivative blend thin films deposited by MAPLE on rigid and flexible substrates, lucrare trimisa spre publicare la Applied Physics A.
  3. C. Breazu, M. Socol, G. Petre, G. Socol, G. Popescu-Pelin, N. Preda, A.-M. Solonaru, M. Girtan, F. Stanculescu, O. Rasoga, A. Honciuc, A. Stanculescu, Effect of azomethine donor group on the properties of flexible bulk heterojunction with alkyl perylene diimide acceptor, lucrare trimisa spre publicare in Journal of Materials Science.
  1. Prezentare poster: Nanostructured Gate/dielectric layers for Organic Light Emitting Transistors, C. Breazu, M. Socol, O. Rasoga, G. Petre, N. Preda, A. Costas, A. Stanculescu, C. Besleaga, G. Popescu-Pelin, G. Socol, la 15th International Conference & Exhibition on Green Flexible Printed Electronics Industry (ICEFPE25)and AGRIVOLTAICS 2025, Atena , Grecia
  2. Prezentare orala: Influence de la composition de la couche active sur les paramètres des cellules solaires organiques, O. Rasoga, L. N. Leonat, Claudiu C. Constantin, S. Handor, E. Anate, Gabriela Petre, C. Breazu, S. Iftimie, M.Socol,  4e Symposium de la Recherche Scientifique Francophone en Europe Centrale et Orientale (SRSF-ECO), Université  “Alexandru Ioan Cuza” 30-31 oct. 2025 Iași (Roumanie).

Persoana de contact: Dr. Carmen Breazu

Telefon: +40765048588

Mail: carmen.breazu@infim.ro


PROJECTS/ PROIECTE NATIONALE


Back to top

Copyright © 2025 National Institute of Materials Physics. All Rights Reserved