journal article·2020-01-02Open access

Low-power-consumption organic field-effect transistors

Yiwei Duan, Bowen Zhang, Shizan Zou, Chuqi Fang, Qijing Wang, Yi Shi, Yun Li

Journal of Physics: Materials· Volume 3· Issue 1

Abstract

Abstract At present, the electrical performance of organic field-effect transistors (OFETs) has reached the level of commercial amorphous silicon. OFETs show considerable application potential in artificial intelligence, deep learning algorithms, and artificial skin sensors. The devices which can operate with high performance and low power consumption are needed for these applications. The recent energy-related improvement to realize low-power consumption OFETs were reviewed, including minimizing operating voltage, reducing subthreshold swing, and decreasing contact resistance. In this review, we demonstrate breakthroughs in materials and methods to decrease power consumption, providing a promising avenue toward low-power consumption organic electronics.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advanced Memory and Neural Computing · Organic Electronics and Photovoltaics · Thin-Film Transistor Technologies

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

References (100+)

Show source-provided references
1. Tsumura · Appl. Phys. Lett. · 1986 · 49 · 121010.1063/1.97417 ↗
2. Diao · Nat. Mater. · 2013 · 12 · 66510.1038/nmat3650 ↗
3. Kaltenbrunner · Nature · 2013 · 499 · 45810.1038/nature12314 ↗
4. Qian · Adv. Mater. Technol. · 2019 · 4 · 110.1002/admt.201800182 ↗
5. Klauk · Nature · 2007 · 445 · 74510.1038/nature05533 ↗
6. Ren · Adv. Energy Mater. · 2018 · 8 · 110.1002/aenm.201801003 ↗
7. Kohlstedt · Microelectron. Eng. · 2005 · 80 · 29610.1016/j.mee.2005.04.084 ↗
8. Ball · Synth. Met. · 2009 · 159 · 236810.1016/j.synthmet.2009.08.019 ↗
9. Wang · Sci. Rep. · 2017 · 7 · 110.1038/s41598-016-0028-x ↗
10. Fiori · Nat. Nanotechnol. · 2014 · 9 · 76810.1038/nnano.2014.207 ↗
11. Fujisaki · Japan. J. Appl. Phys. · 2013 · 52 · 4000110.7567/JJAP.52.040001 ↗
12. Sekitani · Nat. Mater. · 2009 · 8 · 49410.1038/nmat2459 ↗
13. Jackson · IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron · 1998 · 4 · 10010.1109/2944.669475 ↗
14. Sakai · Org. Electron. Phys., Mater. Appl. · 2015 · 22 · 110.1016/j.orgel.2015.03.015 ↗
15. Takeda · Sci. Rep. · 2016 · 6 · 110.1038/s41598-016-0001-8 ↗
16. Fukuda · Adv. Mater. · 2017 · 29 · 160273610.1002/adma.201602736 ↗
17. Sirringhaus · Adv. Mater. · 2009 · 21 · 385910.1002/adma.200901136 ↗
18. Sirringhaus · Adv. Mater. · 2014 · 26 · 131910.1002/adma.201304346 ↗
19. Sekitani · Nat. Mater. · 2010 · 9 · 101510.1038/nmat2896 ↗
20. Lai · Thin Solid Films · 2017 · 631 · 12410.1016/j.tsf.2017.04.021 ↗
21. Do · Org. Electron. Phys., Mater. Appl. · 2016 · 30 · 13110.1016/j.orgel.2015.12.006 ↗
22. Zang · Nat. Commun. · 2015 · 6 · 110.1038/ncomms7269 ↗
23. Fukuda · Nat. Commun. · 2014 · 5 · 414710.1038/ncomms5147 ↗
24. Chen · Adv. Mater. · 2015 · 27 · 211310.1002/adma.201405378 ↗
25. Wu · Adv. Mater. · 2018 · 30 · 170564210.1002/adma.201705642 ↗
26. Xu · J. Mater. Chem. · 2011 · 21 · 99810.1039/C0JM02401E ↗
27. Zilberberg · Adv. Energy Mater. · 2011 · 1 · 37710.1002/aenm.201100076 ↗
28. Shiwaku · Adv. Electron. Mater. · 2017 · 3 · 110.1002/aelm.201600557 ↗
29. Yang · Macromol. Rapid Commun. · 2018 · 39 · 180054610.1002/marc.201800546 ↗
30. Kraft · J. Mater. Chem. · 2010 · 20 · 641610.1039/c0jm01292k ↗
31. Choi · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2017 · 9 · 2080810.1021/acsami.7b03537 ↗
32. Du · J. Mater. Sci. · 2015 · 50 · 5641-7310.1007/s10853-015-9121-y ↗
33. Rocíoponceortiz · Chem. Rev. · 2010 · 110 · 20510.1021/cr9001275 ↗
34. Sun · Adv. Funct. Mater. · 2011 · 21 · 2910.1002/adfm.201001530 ↗
35. Moon · Nat. Mater. · 2015 · 14 · 62810.1038/nmat4237 ↗
36. Seong · Adv. Electron. Mater. · 2016 · 2 · 150038510.1002/aelm.201500385 ↗
37. Peschot · Micromachines · 2015 · 6 · 104610.3390/mi6081046 ↗
38. Park · Sci. Rep. · 2016 · 6 · 110.1038/s41598-016-0001-8 ↗
39. Si · Nat. Nanotechnol. · 2018 · 13 · 2410.1038/s41565-017-0010-1 ↗
40. Kunii · IEEE Electron Device Lett. · 2016 · 37 · 48610.1109/LED.2016.2529678 ↗
41. Liu · IEEE Electron Device Lett. · 2017 · 38 · 146110.1109/LED.2017.2737548 ↗
42. Liu · Nat. Commun. · 2015 · 6 · 1003210.1038/ncomms10032 ↗
43. Wang · Chem. Mater. · 2013 · 25 · 480610.1021/cm403203k ↗
44. Zschieschang · Adv. Mater. · 2010 · 22 · 98210.1002/adma.200902740 ↗
45. Ortiz · Chem. Rev. · 2010 · 110 · 20510.1021/cr9001275 ↗
46. Pal · Nat. Mater. · 2009 · 8 · 89810.1038/nmat2560 ↗
47. Majewski · Adv. Funct. Mater. · 2005 · 15 · 101710.1002/adfm.200400570 ↗
48. Feng · IEEE Electron Device Lett. · 2013 · 34 · 12910.1109/LED.2012.2227236 ↗
49. Tetzner · Ceram. Int. · 2014 · 40 · 1575310.1016/j.ceramint.2014.07.099 ↗
50. Jinno · Org. Electron. · 2017 · 40 · 5810.1016/j.orgel.2016.10.034 ↗
51. Benvenho · J. Appl. Phys. · 2013 · 11310.1063/1.4809285 ↗
52. Baeg · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2012 · 4 · 617610.1021/am301793m ↗
53. Halik · Nature · 2004 · 431 · 96310.1038/nature02987 ↗
54. Yoon · Proc. Natl Acad. Sci. · 2005 · 102 · 467810.1073/pnas.0501027102 ↗
55. Panzer · Appl. Phys. Lett. · 2005 · 86 · 110.1063/1.1880434 ↗
56. Lee · Adv. Mater. · 2012 · 24 · 445710.1002/adma.201200950 ↗
57. Herlogsson · Adv. Mater. · 2007 · 19 · 9710.1002/adma.200600871 ↗
58. Wang · Chem. Mater. · 2019 · 31 · 221210.1021/acs.chemmater.8b03904 ↗
59. Bettinger · Adv. Mater. · 2010 · 22 · 65110.1002/adma.200902322 ↗
60. Dastan · Macromol. Symp. · 2015 · 347 · 8110.1002/masy.201400042 ↗
61. Dastan · J. Mater. Sci. Mater. Electron. · 2014 · 25 · 347310.1007/s10854-014-2041-9 ↗
62. Dastan · Adv. Sci. Lett. · 2016 · 22 · 95010.1166/asl.2016.7130 ↗
63. Dastan · Appl. Phys. A · 2017 · 123 · 110.1007/s00339-017-1309-3 ↗
64. Dastan · Int. J. Mater. Mech. Manuf. · 2014 · 2 · 2110.7763/IJMMM.2014.V2.91 ↗
65. Hu · Appl. Surf. Sci. · 2018 · 441 · 82410.1016/j.apsusc.2018.02.112 ↗
66. Yin · Nanomaterials · 2019 · 9 · 116310.3390/nano9081163 ↗
67. Yin · J. Alloys Compd. · 2019 · 805 · 22910.1016/j.jallcom.2019.07.081 ↗
68. Panahi · Adv. Sci. Lett. · 2016 · 22 · 94110.1166/asl.2016.6980 ↗
69. Yin · J. Mater. Sci. Mater. Electron. · 2019 · 30 · 1468710.1007/s10854-019-01840-w ↗
70. Dastan · J. Mater. Sci. Mater. Electron. · 2017 · 28 · 385110.1007/s10854-016-5997-9 ↗
71. Ko · Nanoscale · 2017 · 9 · 1576610.1039/C7NR06152H ↗
72. DiBenedetto · Adv. Mater. · 2009 · 21 · 140710.1002/adma.200803267 ↗
73. Casalini · Chem. Soc. Rev. · 2017 · 46 · 4010.1039/C6CS00509H ↗
74. Collet · Appl. Phys. Lett. · 2000 · 76 · 194110.1063/1.126219 ↗
75. Kim · Adv. Mater. · 2013 · 25 · 182210.1002/adma.201202790 ↗
76. Ionescu · Nature · 2011 · 479 · 32910.1038/nature10679 ↗
77. Diemer · Appl. Phys. Lett. · 2015 · 10710.1063/1.4930310 ↗
78. Kim · J. Mater. Chem. C · 2013 · 1 · 240810.1039/c3tc00718a ↗
79. Jiang · Science · 2019 · 363 · 71910.1126/science.aav7057 ↗
80. Blülle · Phys. Rev. Appl. · 2014 · 1 · 110.1103/PhysRevApplied.1.034006 ↗
81. Maeda · Japan. J. Appl. Phys. · 2017 · 56 · 04CL0610.7567/JJAP.56.04CL06 ↗
82. Zschieschang · Org. Electron. · 2015 · 25 · 34010.1016/j.orgel.2015.06.038 ↗
83. Yang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2018 · 10 · 2587110.1021/acsami.7b16658 ↗
84. Zhao · IEEE Electron Device Lett. · 2017 · 38 · 146510.1109/LED.2017.2742952 ↗
85. Xu · Org. Electron. Phys., Mater. Appl. · 2010 · 11 · 99610.1016/j.orgel.2010.03.016 ↗
86. Zschieschang · Org. Electron. · 2017 · 49 · 17910.1016/j.orgel.2017.06.045 ↗
87. Jiang · Adv. Electron. Mater. · 2017 · 3 · 170002910.1002/aelm.201700029 ↗
88. Feng · Sci. Rep. · 2016 · 6 · 110.1038/s41598-016-0001-8 ↗
89. Kano · Appl. Phys. Lett. · 2009 · 94 · 14330410.1063/1.3115826 ↗
90. Lee · Adv. Mater. · 2011 · 23 · 175210.1002/adma.201004099 ↗
91. Darmawan · Adv. Funct. Mater. · 2012 · 22 · 457710.1002/adfm.201201094 ↗
92. Kraft · Chem. Mater. · 2015 · 27 · 99810.1021/cm5043183 ↗
93. Minari · Appl. Phys. Lett. · 2007 · 91 · 20350810.1063/1.2759987 ↗
94. Kraft · Org. Electron. · 2016 · 35 · 3310.1016/j.orgel.2016.04.038 ↗
95. Jiang · J. Mater. Chem. C · 2019 · 7 · 343610.1039/C9TC00443B ↗
96. Liu · Phys. Rev. Appl. · 2017 · 8 · 03402010.1103/PhysRevApplied.8.034020 ↗
97. Liu · Mater. Today · 2014 · 18 · 7910.1016/j.mattod.2014.08.037 ↗
98. Gärtner · J. Phys. Chem. C · 2018 · 122 · 2875710.1021/acs.jpcc.8b09440 ↗
99. Petritz · Adv. Funct. Mater. · 2018 · 28 · 180446210.1002/adfm.201804462 ↗
100. Wang · Adv. Funct. Mater. · 2016 · 26 · 319110.1002/adfm.201600304 ↗