We investigate trap-state passivation by addition of ultra-low amounts of n-dopants in organic field-effect transistors (OFET) made of as-received and purified fullerene C60. We find a strong dependence of the OFET threshold voltage (VT) on the density of traps present in the layer. In the case of the unpurified material, VT is reduced from 17.9 V to 4.7 V upon trap passivation by a dopant:C60 ratio of ∼10−3, while the Ion/off current ratio remains high. This suggests that ultra-low doping can be used to effectively compensate impurity and defect-related traps.

1.
T. B.
Singh
,
N. S.
Sariciftci
,
H.
Yang
,
L.
Yang
,
B.
Plochberger
, and
H.
Sitter
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
213512
(
2007
).
2.
A. A.
Virkar
,
S.
Mannsfeld
,
Z.
Bao
, and
N.
Stingelin
,
Adv. Mater.
22
,
3857
(
2010
).
3.
R. F.
Salzman
,
J. G.
Xue
,
B. P.
Rand
,
A.
Alexander
,
M. E.
Thompson
, and
S. R.
Forrest
,
Org. Electron.
6
,
242
(
2005
).
4.
J.
Steiger
,
R.
Schmechel
, and
H.
von Seggern
,
Synth. Met.
129
,
1
(
2002
).
5.
D. V.
Lang
,
X.
Chi
,
T.
Siegrist
,
A. M.
Sergent
, and
A. P.
Ramirez
,
Phys. Rev. Lett.
93
,
086802
(
2004
).
6.
M. M.
Mandoc
,
F. B.
Kooistra
,
J. C.
Hummelen
,
B.
de Boer
, and
P. W.
Blom
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
263505
(
2007
).
7.
I.
Lange
,
J. C.
Blakesley
,
J.
Frisch
,
A.
Vollmer
,
N.
Koch
, and
D.
Neher
.
Phys. Rev. Lett.
106
,
216402
(
2011
).
8.
S.
Olthof
,
S.
Mehraeen
,
S. K.
Mohapatra
,
S.
Barlow
,
V.
Coropceanu
,
J.-L.
Brédas
,
S. R.
Marder
, and
A.
Kahn
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
176601
(
2012
).
9.
W. L.
Kalb
,
K.
Mattenberger
, and
B.
Batlogg
,
Phys. Rev. B
78
,
035334
(
2008
).
10.
S.
Yogev
,
E.
Halpern
,
R.
Matsubara
,
M.
Nakamura
, and
Y.
Rosenwaks
,
Phys. Rev. B
84
,
165124
(
2011
).
11.
M.
Lu
,
H. T.
Nicolai
,
G.-J.
Wetzelaer
, and
P. M.
Blom
,
Appl.Phys. Lett.
99
,
173302
(
2011
).
12.
Y.
Zhang
,
B.
de Boer
, and
P. W.
Blom
,
Phys. Rev. B
81
,
085201
(
2010
).
13.
Y.
Qi
,
S. K.
Mohapatra
,
S. B.
Kim
,
S.
Barlow
,
S. R.
Marder
, and
A.
Kahn
,
Appl.Phys. Lett.
100
,
083305
(
2012
).
14.
P.
Wei
,
J. H.
Oh
,
G.
Dong
, and
Z.
Bao
,
J. Am. Chem. Soc.
132
,
8852
(
2010
).
15.
M.
Pfeiffer
,
K.
Leo
,
X.
Zhou
,
J. S.
Huang
,
M.
Hofmann
,
A.
Werner
, and
J.
Blochwitz-Nimoth
,
Org. Electron.
4
,
89
(
2003
).
16.
T.
Minari
,
T.
Miyadera
,
K.
Tsukagoshi
,
Y.
Aoyagi
, and
H.
Ito
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
053508
(
2007
).
17.
Y.
Wakatsuki
,
K.
Noda
,
Y.
Wada
,
T.
Toyabe
, and
K.
Matsushige
,
J. Appl. Phys.
110
,
054505
(
2011
).
18.
S.
Schaur
,
P.
Stadler
,
B.
Meana-Esteban
,
H.
Neugebauer
, and
N. S.
Sariciftci
,
Org. Electron.
13
,
1296
(
2012
).
19.
S. P.
Tiwari
,
W. J.
Potscavage
,
T.
Sajoto
,
S.
Barlow
,
S. R.
Marder
, and
B.
Kippelen
,
Org. Electron.
11
,
860
(
2010
).
20.
W.
Zhao
,
Y. B.
Qi
,
T.
Sajoto
,
S.
Barlow
,
S. R.
Marder
, and
A.
Kahn
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
123305
(
2010
).
21.
B.
Maennig
,
M.
Pfeiffer
,
A.
Nollau
,
X.
Zhou
,
K.
Leo
, and
P.
Simon
,
Phys. Rev. B
64
,
195208
(
2001
).
22.
K.
Harada
,
F. H.
Li
,
B.
Maennig
,
M.
Pfeiffer
, and
K.
Leo
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
092118
(
2007
).
23.
C. T.
Lee
and
H. C.
Chen
,
Org. Electron.
12
,
1852
(
2011
).
24.
E.
Lim
,
B. J.
Jung
,
M.
Chikamatsu
,
R.
Azumi
,
Y.
Yoshida
,
K.
Yase
,
L. M.
Do
, and
H. K.
Shim
,
J. Mater. Chem.
17
,
1416
(
2007
).
25.
L.
Ma
,
W. H.
Lee
,
Y. D.
Park
,
J. S.
Kim
,
H. S.
Lee
, and
K.
Choa
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
063310
(
2008
).
26.
N. J.
Haddock
,
B.
Domercq
, and
B.
Kippelen
,
Electron. Lett.
41
,
444
(
2005
).
27.
S.
Kobayashi
,
T.
Takenobu
,
S.
Mori
,
A.
Fujiwara
, and
Y.
Iwasa
,
Appl. Phys. Lett.
82
,
4581
(
2003
).
28.
T.
Matsushima
,
M.
Yahiro
, and
C.
Adachi
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
103505
(
2007
).
29.
X. H.
Zhang
and
B.
Kippelen
,
J. Appl. Phys.
104
,
104504
(
2008
).
30.
S.
Guo
,
S. B.
Kim
,
S. K.
Mohapatra
,
Y. B.
Qi
,
T.
Sajoto
,
A.
Kahn
,
S. R.
Marder
, and
S.
Barlow
,
Adv. Mater.
24
,
699
(
2012
).
31.
N.
Hayashi
,
H.
Ishii
,
Y.
Ouchi
, and
K.
Seki
,
J. Appl. Phys.
92
,
3784
(
2002
).
32.
G.
Horowitz
and
P.
Delannoy
,
J. Appl. Phys.
70
,
469
(
1991
).
You do not currently have access to this content.