The relationship between the electrical properties and the microstructure of poly(3-hexylthiophene) (P3HT) films doped with an electron acceptor, 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ) has been studied. The introduction of F4-TCNQ in very small quantities improved the device performance of P3HT thin-film transistors significantly. The field-effect mobility of a device doped with only 0.2wt%F4-TCNQ was enhanced by a factor of 30 with respect to that of a pure P3HT device. The threshold voltages of the P3HT thin-film transistors can also be controlled by adjusting the F4-TCNQ concentration. These improvements are attributed to the doping-induced formation of charge-transfer complexes and improved molecular orientation of the P3HT.

1.
B.
Crone
,
A.
Dodabalapur
,
Y.-Y.
Lin
,
R. W.
Filas
,
Z.
Bao
,
A.
LaDuca
,
R.
Sarpeshkar
,
H. E.
Katz
, and
W.
Li
,
Nature (London)
403
,
521
(
2000
).
2.
P. F.
Baude
,
D. A.
Ender
,
M. A.
Haase
,
T. W.
Kelley
,
D. V.
Muyres
, and
S. D.
Thesiss
,
Appl. Phys. Lett.
82
,
3964
(
2003
).
3.
C. D.
Sheraw
,
L.
Zhou
,
J. R.
Huang
,
D. J.
Gundlach
,
T. N.
Jackson
,
M. G.
Kane
,
I. G.
Hill
,
M. S.
Hammond
,
J.
Campi
,
B. K.
Greening
,
J.
Francl
, and
J.
West
,
Appl. Phys. Lett.
80
,
1088
(
2002
).
4.
H. E. A.
Huitema
,
G. H.
Gelinck
,
J. B. P. H.
Van der Putten
,
K. E.
Kuijk
,
C. M.
Hart
,
E.
Cantatore
,
P. T.
Herwig
,
A. J. J. M.
Van Breemen
, and
D. M.
de Leeuw
,
Nature (London)
414
,
599
(
2001
).
5.
A.
Babel
and
S. A.
Jenekhe
,
Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
14
,
371
(
2002
).
6.
S. R.
Forrest
,
Nature (London)
428
,
911
(
2004
).
7.
J.
Lee
,
M. J.
Panzer
,
Y.
He
,
T. P.
Lodge
, and
C. D.
Frisbie
,
J. Am. Chem. Soc.
129
,
4532
(
2007
).
8.
A. C.
Arias
,
F.
Endicott
, and
R. A.
Street
,
Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
18
,
2900
(
2006
).
9.
M. L.
Chabinyc
,
F.
Endicott
,
B. D.
Vogt
,
D.
Bryan
,
D. M.
DeLongchamp
,
E. K.
Lin
,
Y.
Wu
,
P.
Liu
, and
B. S.
Ong
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
113514
(
2006
).
10.
A.
Facchetti
,
Mater. Today
10
,
29
(
2007
).
11.
J. M. J.
Fréchet
,
Prog. Polym. Sci.
30
,
844
(
2005
).
12.
H.
Sirringhaus
,
P. J.
Brown
,
R. H.
Friend
,
M. M.
Nielsen
,
K.
Bechgaard
,
B. M. W.
Laugeveld-Voss
,
A. J. H.
Spiering
,
R. A. J.
Janssen
,
E. W.
Meijer
,
P.
Herwig
, and
D. M.
de Leeuw
,
Nature (London)
401
,
685
(
1999
).
13.
H.
Yang
,
T. J.
Shin
,
L.
Yang
,
K.
Cho
,
C. Y.
Ryu
, and
Z.
Bao
,
Adv. Funct. Mater.
15
,
671
(
2005
).
14.
J. F.
Chang
,
B. Q.
Sun
,
D. W.
Breiby
,
M. M.
Nielsen
,
T. I.
Solling
,
M.
Giles
,
I.
McCulloch
, and
H.
Sirringhaus
,
Chem. Mater.
16
,
4772
(
2004
).
15.
Z.
Bao
,
A.
Dodabalapur
, and
A. J.
Lovinger
,
Appl. Phys. Lett.
69
,
4108
(
1996
).
16.
D. H.
Kim
,
Y. D.
Park
,
Y.
Jang
,
H.
Yang
,
Y. H.
Kim
,
J. I.
Han
,
D. G.
Moon
,
S.
Park
,
T.
Chang
,
M.
Joo
,
C. Y.
Ryu
, and
K.
Cho
,
Adv. Funct. Mater.
15
,
77
(
2005
).
17.
D. H.
Kim
,
Y.
Jang
,
Y. D.
Park
, and
K.
Cho
,
Macromolecules
39
,
5843
(
2006
).
18.
R. J.
Kline
,
M. D.
McGehee
,
E. N.
Kadnikova
,
J.
Liu
,
J. M. J.
Fréche
, and
M. F.
Toney
,
Macromolecules
38
,
3312
(
2005
).
19.
G.
Sauve
and
R. D.
McCullogh
,
Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
19
,
1822
(
2007
).
20.
Y.
Abe
,
T.
Hasegawa
,
Y.
Takahashi
,
T.
Yamada
, and
Y.
Tokura
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
153506
(
2005
).
21.
T.
Minari
,
T.
Miyadera
,
K.
Tsukagoshi
,
Y.
Aoyagi
, and
H.
Ito
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
053508
(
2007
).
22.
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
).
23.
G.
Horowitz
and
P.
Delannoy
,
J. Appl. Phys.
70
,
469
(
1991
).
24.
D. M.
Russell
,
C. J.
Newsome
,
S. P.
Li
,
T.
Kugler
, and
M.
Ishida
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
222109
(
2005
).
25.
T.
Kambayashi
,
H.
Wada
,
M.
Goto
,
T.
Mori
,
B.
Park
,
H.
Takezoe
, and
K.
Ishikawa
,
Org. Electron.
7
,
440
(
2006
).
26.
E. F.
Aziz
,
A.
Vollmer
,
S.
Eisebitt
,
W.
Eberhardt
,
P.
Pingel
,
D.
Neher
, and
N.
Koch
,
Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
19
,
3257
(
2007
).
27.
A.
Zen
,
J.
Pflaum
,
S.
Hirschmann
,
W.
Zhuang
,
F.
Jaiser
,
U.
Asawapirom
,
J. P.
Rabe
,
U.
Scherf
, and
D.
Neher
,
Adv. Funct. Mater.
14
,
757
(
2004
).
28.
M.
Brinkmann
and
P.
Rannou
,
Adv. Funct. Mater.
17
,
101
(
2007
).
29.
H.
Sandberg
,
G.
Frey
,
M.
Shkunov
,
H.
Sirringhaus
, and
R. H.
Friend
,
Langmuir
18
,
10176
(
2002
).
30.
A.
Zen
,
M.
Saphiannikova
,
D.
Neher
,
U.
Asawapirom
, and
U.
Scherf
,
Chem. Mater.
17
,
781
(
2005
).
You do not currently have access to this content.