Organik alan etkili transistör materyallerinin elektronik ve yapısal özellikleri

Bu tez çalışmasında, organik alan etkili transistörler için yarı iletken materyallerin elektronik ve optik özellikleri incelenmiştir. Seçilen yapıların optimizasyonu ve yapısal özelliklerinin incelenmesinde elektronik yapı metotları kullanılmıştır. Bromometil ikameli yapının hassas dihedral açıları üzerinde potansiyel enerji taraması yapılmıştır. Sınır moleküler orbital enerji aralığı düşük yarı iletkenler, transistörlerde boşluk ve elektronların taşıyıcı mobilitelerini artırmakta ve düşük değerde eşik voltajı ile verimliliği artırmaktadır. Batarya sistemlerinde düşük sınır moleküler enerji aralığına sahip yarı iletkenlerin kullanımı, çalışma voltajını düşürürerek batarya ömrünü verimli hale getirmektedir. Çalışmamızda halojen ikameli yapıların sınır moleküler orbital enerji aralıkları hesaplanmıştır. Ayrıca yarı iletken katman olarak sıvı kristal sentezinde kullanılan bu küçük organiklerin kolay polarize edilebilme özellikleri ve güçlü dipollere sahip olma özelliklerinden dolayı optoelektronik cihazlarda da kullanımı yaygındır. Bu sebeple lineer olmayan optik özellikleri hesaplanmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Statik α, β, ortalama γ ve frekansa bağlı ortalama α hesaplama sonuçlarında yüksek değere sahip yapılar, sınır orbital enerji boşlukları ve doğrusal olmayan optik etkilerine ilişkin teoriye uygundur. Elektronik özellikler ve doğrusal olmayan etkiler açısından bromometil ikameli organik yapının, diğer halojen ikameli yapılara kıyasla, yarı iletken katmanların geliştirilmesinde daha ideal ve etkin olduğu sonucuna varılmıştır. Çalışma materyalleri ve hesaplama yöntemleri, organik transistörler ve optoelektronik materyallerin geliştirilmesi açısından önemli katkı sağlamaktadır.

In this thesis, electronic and optical properties of semiconductor materials for organic field effect transistors were investigated. Electronic structure methods were used for optimization of selected structures and examination of their structural properties. Potential energy scanning was performed on the sensitive dihedral angles of bromomethyl substituted structure. Semiconductors with low frontier molecular orbital energy gap increase the mobility of holes and electron carriers in transistors and increase efficiency with low threshold voltage. The use of semiconductors with low frontier molecular orbital energy gap in battery systems reduces the operating voltage and makes the battery life efficient. In our study, frontier molecular orbital energy gaps of halogen substituted structures were calculated. In addition, these small organics used in liquid crystal synthesis and design as semiconductor layers are widely used in optoelectronic devices due to their easy polarizability and strong dipole properties. For this reason, nonlinear optical properties were calculated and the results were evaluated. In the static α, β, average γ and frequency dependent average α calculation results, structures with high values are suitable for the theory of frontier orbital energy gaps and nonlinear optical effects. It is concluded that bromomethyl substituted organic structure is more ideal and effective in the development of semiconductor layers compared to other halogen substituted structures in terms of electronic properties and nonlinear effects. The working materials and calculation methods provide significant contributions to the development of organic transistors and optoelectronic materials.