Recently, research on electronic devices using organic semiconductors(OSCs) such as organic field effect transistor (OFET) and organic photovoltaics (OPV) has been conducted. Since the performance of these devices is influenced by the thickness or domain size of the organic semiconductor film, it is important to make a uniform organic semiconductor film. However, it is quite difficult to develop several methods for producing a uniform and controlled layer film over a large area. Langmuir-Schaefer method is a useful and simple technique to fabricate a monolayer of organic materials. The molecules dispersed above water are oriented according to solvent affinity at the interface between water and air. They form a uniform monolayer when the surface area is narrowed. This method does not apply to all molecules, and generally highly oriented layers can be formed in case of amphiphilic molecules. In this master's thesis, we designed a new molecule and presented fabrication method to produce a uniform organic semiconductor thin film. [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene (BTBT) derivatives with hydrophilic groups were designed and synthesized to produce a uniform organic semiconductor thin film by Langmuir-Schaefer technique. In addition, a uniform monolayer was obtained by using the technique, and furthermore, a layer-controlled organic semiconductor thin film could be produced. The thin film was analyzed by methods such as AFM, GIXD, and XRR measurement.
최근, 유기전계효과 트랜지스터와 태양전지와 같이 유기반도체를 이용한 전자 기기에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 기기의 성능은 유기반도체막의 두께나 결정 크기에 영향을 받기 때문에, 균일한 유기반도체 박막을 만드는 것은 중요하다. 하지만, 대면적에서 균일하고 층이 조절된 필름을 얻는 방법을 개발하는 것은 여전히 많은 어려움이 있다. 랭뮤어 스캐퍼 기법은 유기 물질의 단일층을 제작하는 유용하고 간단한 기술이다. 물 위에 분산된 분자들은 물과 공기 계면에서 용매 친화도에 따라 배향하게 되고, 표면적이 좁혀지면 균일한 단층을 형성한다. 이 방법은 모든 분자에 적용되는 것은 아니며, 일반적으로 양친매성 분자의 경우 고도로 배향된 층이 형성될 수 있다. 본 석사학위 논문에서는 새로운 분자를 디자인하여 균일한 유기반도체 박막을 제작하는 방법을 제시했다. 랭뮤어 스캐퍼 기법으로 균일한 유기반도체 박막을 제작하기 위해 친수성기가 도입된 [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene (BTBT) 유도체를 디자인하고 합성했다. 그리고 랭뮤어 스캐퍼 기법을 이용해 균일한 단일층을 얻어냈으며, 더 나아가 층이 조절된 유기반도체 박막을 제작할 수 있었다. 박막은 AFM, GIXD, XRR 측정 등의 방법을 통해 분석되었다.
