Parameters used to describe the electrical properties of organic field-effect transistors, such as mobility and threshold voltage, are commonly extracted from measured current-voltage characteristics and interpreted by using the classical metal oxide-semiconductor field-effect transistor model. However, in recent reports of devices with ultra-high mobility (>40 cm(2) V(-1) s(-1)), the device characteristics deviate from this idealized model and show an abrupt turn-on in the drain current when measured as a function of gate voltage. In order to investigate this phenomenon, here we report on single crystal rubrene transistors intentionally fabricated to exhibit an abrupt turn-on. We disentangle the channel properties from the contact resistance by using impedance spectroscopy and show that the current in such devices is governed by a gate bias dependence of the contact resistance. As a result, extracted mobility values from d.c. current-voltage characterization are overestimated by one order of magnitude or more.

The discovery of the organic metal TTF–TCNQ in 1973 led to an explosion of research conducted on organic charge-transfer complexes. While these materials have been studied intensely for several decades, the research was mostly aimed at the discovery of materials with high room-temperature conductivity or high-temperature superconductivity. Recently, attention has turned to technologically-relevant properties of charge-transfer complexes, such as ambipolar transport, metallicity, photoconductivity, ferroelectricity or magnetoresistance. This manuscript reviews the growth, structure and properties of charge-transfer complexes and underlines recent progress in their application in organic devices. Their prospects in future applications are discussed, as well as the challenges yet to be overcome to understand the fundamental parameters governing their operation.

We have obtained a hole mobility for the organic conductor pentacene of μ=35 cm2/V s at room temperature increasing to μ=58 cm2/V s at 225 K. These high mobilities result from a purification process in which 6,13-pentacenequinone was removed by vacuum sublimation. The number of traps is reduced by two orders of magnitude compared with conventional methods. The temperature dependence of the mobility is consistent with the band model for electronic transport.

Advanced MaterialsVolume 19, Issue 5 p. 688-692 Communication Interface-Controlled, High-Mobility Organic Transistors† O. D. Jurchescu, O. D. Jurchescu Solid State Chemistry Laboratory, Materials Science Center, University of Groningen, Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen, The NetherlandsSearch for more papers by this authorM. Popinciuc, M. Popinciuc Physics of Nanodevices, Materials Science Center, University of Groningen, Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen, The NetherlandsSearch for more papers by this authorB. J. van Wees, B. J. van Wees Physics of Nanodevices, Materials Science Center, University of Groningen, Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen, The NetherlandsSearch for more papers by this authorT. T. M. Palstra, T. T. M. Palstra t.t.m.palstra@rug.nl Solid State Chemistry Laboratory, Materials Science Center, University of Groningen, Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen, The NetherlandsSearch for more papers by this author O. D. Jurchescu, O. D. Jurchescu Solid State Chemistry Laboratory, Materials Science Center, University of Groningen, Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen, The NetherlandsSearch for more papers by this authorM. Popinciuc, M. Popinciuc Physics of Nanodevices, Materials Science Center, University of Groningen, Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen, The NetherlandsSearch for more papers by this authorB. J. van Wees, B. J. van Wees Physics of Nanodevices, Materials Science Center, University of Groningen, Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen, The NetherlandsSearch for more papers by this authorT. T. M. Palstra, T. T. M. Palstra t.t.m.palstra@rug.nl Solid State Chemistry Laboratory, Materials Science Center, University of Groningen, Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen, The NetherlandsSearch for more papers by this author First published: 01 February 2007 https://doi.org/10.1002/adma.200600929Citations: 322 † We thank P. Blom, M. Mulder, and J. Harkema for the use of their evaporation equipment. This work was supported by the MSCplus (Materials Science Center) and FOM (Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie). AboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Share a linkShare onFacebookTwitterLinked InRedditWechat Abstract The achievement of high mobilities in field-effect transistors (FETs) is one of the main challenges for the widespread application of organic conductors in devices. Good device performance of a single-crystal pentacene FET requires both removal of impurity molecules from the bulk and the manipulation of interface states. A reliable method for fabricating FETs, which involves careful control of the semiconductor/gate interface (see figure), is presented. Citing Literature Volume19, Issue5March, 2007Pages 688-692 RelatedInformation

Abstract Organic semiconductors have sparked interest as flexible, solution processable, and chemically tunable electronic materials. Improvements in charge carrier mobility put organic semiconductors in a competitive position for incorporation in a variety of (opto‐)electronic applications. One example is the organic field‐effect transistor (OFET), which is the fundamental building block of many applications based on organic semiconductors. While the semiconductor performance improvements opened up the possibilities for applying organic materials as active components in fast switching electrical devices, the ability to make good electrical contact hinders further development of deployable electronics. Additionally, inefficient contacts represent serious bottlenecks in identifying new electronic materials by inhibiting access to their intrinsic properties or providing misleading information. Recent work focused on the relationships of contact resistance with device architecture, applied voltage, metal and dielectric interfaces, has led to a steady reduction in contact resistance in OFETs. While impressive progress was made, contact resistance is still above the limits necessary to drive devices at the speed required for many active electronic components. Here, the origins of contact resistance and recent improvement in organic transistors are presented, with emphasis on the electric field and geometric considerations of charge injection in OFETs.