Hohe elektrische Leitfähigkeit und Trägermobilität in oCVD-PEDOT-Dünnfilmen durch technische Kristallisation und Säurebehandlung

ERGEBNISSE UND DISKUSSION

Die PEDOT-Proben werden mit der oCVD-Methode bei Substrattemperaturen von 150 bis 300 ° C synthetisiert, gefolgt von einer HBr-Behandlung. Experimentelle Details finden Sie im Abschnitt S1 und Fig. S1. Mit Hilfe der Röntgenbeugung (XRD) beobachten wir, dass der Kristallisationsorientierungsübergang von Edge-on zu Face-on durch verringerte Filmdicke und erhöhte Abscheidungstemperatur induziert wird. Abbildung 1C zeigt die XRD-Ergebnisse von PEDOT-Dünnfilmen, die bei 300 ° C (links, 10 nm dick), 190 ° C (Mitte, 248 nm dick) und 300 ° C (rechts, 23 nm dick) abgeschieden wurden. Der XRD-Peak (21, 22) bei 2θ ~ 6,5° entspricht einer Edge-on Stacking Orientierung (h00) mit dem Gitterabstand d = 1,36 nm in Fig. 1C (Mitte), während der Peak bei 2θ ~ 26° der frontalen Stapelorientierung (0k0) mit d = 0 entspricht.34 nm in Fig. 1C (links) (21, 22). Die schematischen Darstellungen beider Stapelausrichtungen sind in Fig. 1C (12, 22). Verglichen mit der bei 300 ° C abgeschiedenen 10-nm-Probe zeigt die bei gleicher Temperatur abgeschiedene 23-nm-Probe zusätzlich zu dem dominierenden Face-on-Peak einen austretenden Edge-on-Peak, wie in Fig. 1C (rechts). Abbildung 1D zeigt die XRD-Ergebnisse für Face-on-Proben, die bei unterschiedlichen Temperaturen abgeschieden wurden, und zeigt eine zunehmende Spitzenintensität mit zunehmender Abscheidungstemperatur. Darüber hinaus ist eine Zusammenfassung der Kristallisationsorientierung und der integrierten XRD-Peakintensität von oCVD-PEDOT-Dünnfilmen in Abb. 1E (die ursprünglichen XRD-Muster sind in Abb. S5, und die Peakdaten sind in Tabelle S1) zu finden, wobei die Länge der Balken die integrierte XRD-Peakintensität bezeichnet, die eng mit der Kristallinität zusammenhängt (23, 24). Das Face-on-Stacking wird in Blau und das Edge-On-Stacking in Rot angezeigt. Um die Intensität beider Arten von Peaks zusammen zu visualisieren, konvertieren wir hier die Flankenintensität (bei 2θ ~ 6.5°) zu äquivalenter Face-on-Intensität (bei 2θ ~ 26 °) unter Verwendung des Lorentz-Polarisationsfaktors (23) (eine detaillierte Diskussion finden Sie in Abschnitt S2). Abbildung 1E kann in den Edge-On-Bereich (rot) und den Face-On-Bereich (blau) unterteilt werden, was zeigt, dass die Bildung von Face-On-Stacking die Synthesebedingungen von (i) geringer Filmdicke und (ii) hoher Abscheidungstemperatur stark begünstigt. Beispielsweise weist der 222 nm dicke Film bei gleicher Abscheidetemperatur von 250°C ein bevorzugtes Edge-on-Stacking auf, während der 11 nm dicke Film rein Face-on ist (Fig. 1E und Fig. S5). Dieses Phänomen der Dickenabhängigkeit kann durch den Einschlusseffekt in den ultradünnen Filmen erklärt werden. Die Kristallitgröße des PEDOT-Films wird auf der Grundlage der Scherrer-Gleichung (22, 25) berechnet (detaillierte kristalline Domänengrößen finden Sie in Tabelle S2): Die Stapellänge entlang der Stapelrichtung beträgt ~ 6,8 nm für Edge-on-Stacking und ~ 3,2 nm für Face-on-Stacking. Bei einer Schichtdicke von ~ 10 nm ist das große Edge-On-Stacking mit einer Abmessung von ~ 6,8 nm schwieriger unterzubringen als das kompaktere Face-On-Stacking mit einer Abmessung von ~ 3,2 nm. Darüber hinaus ist eine hohe Abscheidetemperatur auch für die Bildung von Flächenstapelungen wesentlich. Der bei 150 ° C abgeschiedene 34-nm-Film weist noch eine Randstapelung auf, während der bei 300° C gewachsene 23-nm-Film (Fig. 1C, rechts) zeigt geringfügiges Edge-On-Stacking mit dominantem Face-On-Stacking. Der Mechanismus für den Kristallisationsorientierungsübergang in Verbindung mit Dicke und Wachstumstemperatur kann mit der Energieminimierung in begrenzten Schichten während des Kristallisationsprozesses zusammenhängen. Eine ausführliche Diskussion finden Sie in den Abschnitten S2 und S9. Darüber hinaus nimmt die integrierte XRD-Peakintensität mit zunehmender Abscheidungstemperatur im Face-on-Regime monoton zu, wie in Fig. 1E, was auf eine größere Kristallinität (23, 24) oder einen größeren Teil des kristallisierten Bereichs hinweist, was für eine verbesserte elektrische Leitfähigkeit vorteilhaft ist.

Die Raumtemperatur in-Plane elektrische Leitfähigkeit von PEDOT-Proben mit unterschiedlichen Kristallisationsorientierungen und unterschiedlichen Abscheidungstemperaturen ist in Abb. 2A. Die Raumtemperaturleitfähigkeit nimmt mit steigender Abscheidetemperatur im Bereich von 150 bis 300°C zu. Die flächigen Folien (wie in Fig. 1, D und E) zeigen eine wesentlich höhere elektrische Leitfähigkeit als die Edge-on-Filme. Die höchste elektrische Leitfähigkeit beträgt 6259 ± 1468 S / cm, erreicht in den bei 300 ° C abgeschiedenen PEDOT-Dünnfilmen. 2B) (12, 14, 26, 27) und demonstrieren einen neuen Rekord für die elektrische Leitfähigkeit von PEDOT-Dünnfilmen. Diese hohe elektrische Leitfähigkeit geht mit einer deutlichen Oberflächenmorphologieänderung einher, die durch den Kristallisationsorientierungsübergang und die Kristallinitätszunahme induziert wird. Die Morphologieänderung der oCVD-PEDOT-Dünnfilme ist in den Bildern der Rasterkraftmikroskopie (AFM) in Abb. S6. Eine ausführliche Diskussion finden Sie in Abschnitt S2. Darüber hinaus sind die Ergebnisse der thermischen Stabilitätsstudie, der Raman- und attenuierten Totalreflexions- (ATR-) Fourier-Transformations-Infrarotspektren (FTIR-Spektren) sowie der Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS-Spektroskopie) der oCVD-PEDOT-Proben in den Abschnitten S3 und S4 zu finden. Der Einfluss der Schichtdicke auf die elektrische Leitfähigkeit und die Chargenreproduzierbarkeit werden in Abschnitt S5 untersucht.

Um den Ladungsträgertransport weiter zu verstehen, haben wir eine kryogene elektrische Leitfähigkeitsmessung durchgeführt, wie in Abb. 2C und Abschnitt S1. Die in Fig. 2C ist ein Ergebnis der Unordnungsregion zwischen Kristalliten (9, 10, 28). Aufgrund des Ausmaßes der Unordnung und des Dotierungsniveaus (18) in leitenden Polymeren gibt es drei Transportregime: Metall, Isolator und das kritische Regime. Um das Transportregime leitender Polymere zu identifizieren, wird der Zabrodskii-Plot (18) erzeugt, indem die Größe W (1) definiert wird, wobei σ die elektrische Leitfähigkeit, ρ der elektrische spezifische Widerstand und T die Temperatur ist. Der Log-Log-Plot von W versus T (Zabrodskii Plot) ist sehr empfindlich gegenüber dem Metall-Isolator-Übergang. Mit einer positiven Steigung im Niedertemperaturbereich (18) wird der Zabrodskii-Plot der oCVD-PEDOT-Dünnfilme in Fig. 2D zeigt eine metallische Natur.

Induziert durch den Kristallisationsorientierungsübergang und erhöhte Abscheidetemperatur kann die Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit durch verbesserte Trägerbeweglichkeit oder verbesserte Trägerdichte erklärt werden. Seebeck-Koeffizienten- und Arbeitsfunktionsmessungen zeigen, dass die Trägerdichte bei PEDOT-Dünnfilmen unterschiedlicher Kristallisationsorientierung und Kristallinität nicht signifikant variiert. Es ist bekannt, dass der Seebeck-Koeffizient eines Materials in hohem Maße mit seiner Trägerdichte zusammenhängt: Üblicherweise zerfallen Seebeck-Koeffizienten mit zunehmender Trägerdichte (9, 16) im gleichen Material. Abbildung 3A zeigt den Seebeck-Koeffizienten, der an Edge-on- und Face-on-oCVD-PEDOT-Dünnfilmen gemessen wurde, die bei unterschiedlichen Temperaturen abgeschieden wurden (Messmethode in Abschnitt S1). Die Seebeck-Koeffizienten liegen alle bei ~ 11 ± 1 µV / K, mit geringer Varianz innerhalb des Messfehlers. Daher wird angezeigt, dass sich die Trägerdichte zwischen den Proben nicht signifikant ändert. In Übereinstimmung mit dem Ergebnis der Seebeck-Koeffizienten liegen auch die Arbeitsfunktionen der Proben bei ~ 5,33 ± 0,04 eV (Abb. 3A) mit geringer Varianz, was darauf hinweist, dass die Trägerdichte zwischen den Proben (29) nicht signifikant variiert. Daher nehmen wir an, dass die stark verbesserte Trägermobilität der Schlüssel zur verbesserten elektrischen Leitfähigkeit ist.

Wir verwenden das K-S-Modell (9), um ein tieferes Verständnis des Ladungsträgertransportprozesses zu erhalten. Die Schlüsselgleichungen aus dem K-S-Modell sind (2) (3) mit dem nicht normalisierten vollständigen Fermi-Dirac-Integral (4) wobei σ die elektrische Leitfähigkeit und S den Seebeck-Koeffizienten bezeichnet. Der Transportkoeffizient σE0(T) ist ein temperaturabhängiger, aber energieunabhängiger Parameter, der sich auf die Transportfunktion (9) bezieht. s eine das polymere System charakterisierende ganze Zahl ist. Für PEDOT (9) ist s = 1 (Diskussionen finden Sie in Abschnitt S1). Das reduzierte chemische Potential η = (EF − Et) /kBT, wobei EF das Fermi-Niveau und Et die Transportkante mit der Energieeinheit ist (Einzelheiten siehe Abschnitt S1). kB ist die Boltzmann-Konstante und T die Temperatur. e in Gl. 3 die Elementarladung und e in Gl. 4 ist die mathematische Konstante (Eulersche Zahl). ε in Gl. 4 ist die Integrationsvariable, mit der die mathematische Form von Fi(η) definiert wird. ε hat keine physikalische Bedeutung.

Ein hoher Transportkoeffizient σE0 weist auf eine deutlich verbesserte Trägerbeweglichkeit in den Face-on oCVD PEDOT Dünnfilmen hin. Aus dem K-S-Modell ist σE0(T) ein temperaturabhängiger Parameter, der die Trägerbeweglichkeit (9) charakterisiert. Abbildung 3B zeigt die Raumtemperatur σE0, berechnet unter Verwendung des Seebeck-Koeffizienten und der elektrischen Leitfähigkeit mit Eqs. 2 und 3 (Einzelheiten finden Sie in den Abschnitten S1 und S10). Wie in Fig. 3B zeigt, nimmt die Raumtemperatur σE0 mit zunehmender Abscheidetemperatur zu. Darüber hinaus weisen Face-on-Proben eine höhere Raumtemperatur σE0 auf als die bei gleicher Temperatur abgeschiedenen Edge-On-Proben. Dieses Phänomen weist auf eine höhere Trägerbeweglichkeit in den Face-on-Proben hin als in ihren Edge-On-Gegenstücken. Darüber hinaus ist die höchste Raumtemperatur σE0, die in den bei 300 ° C abgeschiedenen Face-on-Proben erreicht wurde, viel höher als die gemeldete σE0 für PEDOT (~ 20 S / cm) (9), was auf eine deutlich verbesserte Trägerbeweglichkeit in dieser Arbeit im Vergleich zu den herkömmlichen PEDOT-Dünnfilmen hinweist. Hierbei ist zu beachten, dass die Raumtemperatur σE0 für Edge-on-Proben, die von 150 bis 250°C abgeschieden werden, im Bereich von 16 bis 40 S/cm liegt, was mit dem Literaturwert für PEDOT (9) übereinstimmt. Diese Konsistenz bestätigt auch die Zuverlässigkeit unserer Analysemethode.

Zum Vergleich mit experimentellen Ergebnissen und Literaturwerten wird die Trägermobilität berechnet (9) unter Verwendung von Gl. S1. Die berechnete Raumtemperaturträgerbeweglichkeit der Frontfolien ist in Fig. 3C. Bei von 190 bis 300°C variierender Abscheidetemperatur erhöht sich die Mobilität von 2,81 auf 18,45 cm2 V−1 s−1. Die Hall-Effekt-Messung validiert die berechnete Trägerbeweglichkeit für die bei 300°C abgeschiedene Probe (Details finden Sie in Abschnitt S1). Wie in Fig. 3C ist die gemessene Mobilität 26.6 ± 9 cm2 V-1 s-1, deren Fehlerbereich das theoretische Analyseergebnis einschließt. Diese Trägermobilität gehört zu den höchsten Werten für konjugierte Polymere (5, 8). Mit μ = 18,45 cm2 V−1 s−1 kann die Ladungsträgerdichte mit dem Drude−Modell als 2,12 × 1021 cm-3 berechnet werden. Dieses Ergebnis wird durch die Hall-Effekt-Messung bestätigt. Die Trägerdichte liegt im Bereich metallischer Polymere (2×1021 bis 5×1021 cm−3) (18). Die elektrischen Eigenschaften der oCVD-PEDOT-Dünnschichten bei Raumtemperatur sind in Tabelle S3 in Abschnitt S6 zusammengefasst.

Unter Verwendung der temperaturabhängigen elektrischen Leitfähigkeit (Gl. 2 und gl. S1), extrahieren wir auch den temperaturabhängigen σE0(T) (Fig. S16A) und Trägermobilität (Fig. 3D) für Face-on-Proben, die sowohl bei 190 ° als auch bei 300 °C abgeschieden wurden, sowie für Edge-on-Proben, die bei 190 °C abgeschieden wurden (eine detaillierte Diskussion finden Sie in Abschnitt S12). Der wesentliche Unterschied zwischen bei 190°C abgeschiedenen Face-on- und Edge-On-Filmen besteht darin, dass die Trägerbeweglichkeit der Face-on-Folie von 0,7 auf 3 deutlich ansteigt.2 cm2 V−1 s-1 über den experimentellen Temperaturbereich, während die Beweglichkeit des Edge−on−Films bei ~0,77 beginnt und langsam auf 1,1 cm2 V-1 s-1 ansteigt. Obwohl die Beweglichkeit sowohl der bei 190°C abgeschiedenen Rand- als auch der Deckschicht im Tieftemperaturbereich nahezu identisch ist, zeigt die Deckschicht im Vergleich zur Randschicht eine wesentlich höhere Anstiegsrate.

Wir können nun den Effekt von Abscheidungstemperatur und Kristallisationsorientierungsübergang auf den Ladungsträgertransport in PEDOT-Dünnfilmen untersuchen. Mit dem physikalischen Bild des inhomogenen Störungsmodells (21, 28) ist σE0 (T) positiv mit korreliert, wobei Wy die Energiebarriere für den Interkristallit-Trägertransport ist (9, 25). Bei verbesserter Morphologie und Ladungstransportweg sollte die Barriere Wy abnehmen (9, 25). Wir extrahieren die Energiebarriere Wy (Details finden Sie in Abschnitt S12) und finden, dass Wy = 175,4 MeV für die 190 ° C Kante auf Probe, 0,6 MeV für die 190 ° C Fläche auf Probe und 0,2 MeV für die 300 ° C Fläche auf Probe. Hier stimmt das Wy der 190°C Edge-on Probe mit dem Literaturbericht von edge-on dominiertem regioregulärem Poly(3-hexylthiophen) (~100 MeV) überein (10). Im Vergleich zu den Edge-On-Filmen ist die Energiebarriere des Interkristallit-Trägertransports in den Face-on-Filmen viel niedriger, was auf ein intrinsisch anderes physikalisches Bild der Interkristallit-Verbindung hinweist. Darüber hinaus verringert eine höhere Abscheidungstemperatur die Energiebarriere Wy im Face-on-Regime, möglicherweise aufgrund einer verbesserten Kristallinität. Die stark reduzierte Energiebarriere Wy in den bei hohen Temperaturen gewachsenen Face-on-Proben ist der Schlüssel zu der stark verbesserten Trägermobilität.

Die niedrige Energiebarriere von Face-on-Proben kann auf die verbesserte Interdomänenverbindung zwischen Face-on-Kristalliten zurückzuführen sein. Wie in Fig. 1A ist die Verbindung zwischen Kristalliten in den Face-on-Proben weitgehend in einer dünnen Schicht beschränkt. Die verbindenden Polymerketten zwischen zwei stirnseitigen Kristalliten durch einen begrenzten Raum (etwa das Dreifache der Stapellänge) sind sehr wahrscheinlich gerader und geordneter, da die Dimension der dünnen Filme außerhalb der Ebene kleiner sein kann als die Dimension der zufälligen Spule. Bei den dicken Edge-on-Filmen (248 nm gewachsen bei 190°C; schematisch in Fig. 1A) ist die Möglichkeit der Bildung der „spulenartigen“ (28), stark ungeordneten interkristalliten Polymerketten oder sogar getrennten Ketten aufgrund der größeren Filmdicke, die eine zufällige Spulenbildung ermöglicht, viel höher. Dies führt zu einer viel höheren Interkristallit-Energiebarriere. Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt S12.

Frühere Diskussionen basieren alle auf der elektrischen Leitfähigkeit der PEDOT-Dünnfilme in der Ebene. Um die Beziehung zwischen Kristallisationsorientierungen und der elektrischen Leitfähigkeit weiter zu verstehen, haben wir die elektrische Leitfähigkeit außerhalb der Ebene (σ⊥) gemessen. Die experimentellen Methoden finden Sie im Abschnitt S1. Die Ergebnisse sind in Fig. 4 und Tabelle 1.

Wie in Fig. 4, wenn wir die Kante-auf 190 ° C gewachsenen PEDOT-Dünnfilme mit den Fläche-auf 190 ° C gewachsenen PEDOT-Dünnfilmen vergleichen, σ⊥ nimmt ab, wenn die Kristallisationsorientierung von Kante zu Fläche übergeht. Hier stimmen σ⊥-Werte der Edge-on 190 ° C gewachsenen Proben mit den gemeldeten Werten für PEDOT: PSS (Polystyrolsulfonat) überein, die mit relativ großen Elektroden (30, 31) gemessen wurden, was unsere Ergebnisse bestätigt.

Darüber hinaus beobachten wir durch Vergleich der σ⊥ -Werte von 300 ° C gewachsenen Face-on-Proben mit denen von 190 ° C gewachsenen Face-on-Proben, dass σ⊥ mit der zunehmenden Abscheidungstemperatur im Face-on-Regime zunimmt, wahrscheinlich aufgrund einer erhöhten Kristallinität, die durch die zunehmende Abscheidungstemperatur induziert wird.

Wir haben die Anisotropie (σ/// σ⊥) in Tabelle 1 weiter berechnet. Der Abfall von σ⊥ und die Zunahme der Anisotropie in den Face-on-Proben im Vergleich zu den Edge-On-Proben kann wie folgt erklärt werden. Wie in Fig. 1A können die Verbindungsketten bei den flächigen Proben eine regelmäßigere Struktur aufweisen, die sich in In-Plane-Richtung erstreckt. Während diese regelmäßige Verbindungskettenstruktur die In-Plane-Leitfähigkeit σ //, wie wir zuvor analysiert haben, signifikant verbessert, behindert sie die Delokalisierung von Ladungsträgern in der Out-of-Plane-Richtung. Gleichzeitig kann die stärker randomisierte Struktur der Verbindungsketten in den Edge-on-Proben Wege für die Ladungsträgerdelokalisierung in Richtung außerhalb der Ebene bereitstellen. Daher ist σ⊥ in den Face-on-Proben viel niedriger als in den Edge-on-Proben, die bei der gleichen Temperatur abgeschieden werden. Obwohl die π-π-Stapelung der flächigen Kristallite in Richtung außerhalb der Ebene dazu beiträgt, die Ladungsträger in dieser Richtung in den oberen wenigen Nanometern zu delokalisieren, behindert jede Verschiebung, Neigung oder Drehung des Kristalli-tes durch die Gesamtdicke die π-π-Überlappung zwischen zwei benachbarten Kristalliten, wodurch das Gesamt σ⊥ durch die gesamte Dicke verringert wird (32).

In den 300°C gewachsenen Face-on-Proben ist die Kristallinität der Face-on-Domänen höher als in den 190°C gewachsenen Face-on-Proben (Abb. 1E). Daher könnte der Vorteil des π-π-Stapelns in der Out-of-Plane-Richtung der Face-on-Kristallisationsorientierung beginnen, die Nachteile von Verschiebung, Neigung oder Rotation zu überwinden, was zu einem verbesserten σ⊥ in den 300 ° C gewachsenen Face-on-Proben im Vergleich zu den 190 ° C gewachsenen Face-on-Proben führt.

Die hochleitfähige oCVD-PEDOT-Folie ist aufgrund der reduzierten Widerstand-Kondensator-Zeitkonstante durch ihre hohe elektrische Leitfähigkeit sehr attraktiv für die Anwendung von Hochfrequenz (HF)-Gleichrichtern. Wir demonstrieren zum ersten Mal ein Schottky-Typ-Hochfrequenz (RF) Gleichrichter-Array, das bei 13,56 MHz mit PEDOT als Metall mit hoher Arbeitsfunktion arbeitet (33). Als Demonstration im Wafer-Maßstab synthetisieren wir den oCVD-PEDOT-Film direkt auf einem 10,16-cm-Si-Wafer und strukturieren ihn in PEDOT-Si-Schottky-Diodenarrays. Abbildung 5A zeigt die Struktur der Schottky-Diode, die zwischen der PEDOT mit hoher Arbeitsfunktion und dem Si vom n-Typ gebildet wird. Das optische Abbild eines repräsentativen PEDOT-Si-Gleichrichters ist in Fig. 5B (siehe Abschnitt S1 für den Herstellungsprozess). Die Ersatzschaltung des Gleichrichters ist in Fig. 5C. Die DC-I-V-Charakteristik der PEDOT-Si-Diode zeigt ein deutliches Gleichrichtungsverhalten (Abb. 5D). Dieses Gleichrichtungsverhalten ermöglicht seine Anwendung bei der Umwandlung von eingehendem Wechselstromsignal in Gleichspannung, was der Schlüssel in vielen Anwendungen wie RF Energy Harvesting (dh Rectenna) und RF Identification (RFID) ist. Unsere PEDOT-Si-Dioden können erfolgreich mit 13,56 MHz betrieben werden, einer der am häufigsten verwendeten Betriebsfrequenzen von RFID. Wie in Fig. 5E wurde über einen Funktionsgenerator ein HF-Signal mit 13,56 MHz (Vpp = 2,5 V) erzeugt und in die PEDOT-Si-Diode eingespeist. Die PEDOT-Si-Diode ist mit einem Lastwiderstand in Reihe geschaltet (Abb. 5C). Wie in Fig. 5E, die PEDOT-Si diode kann erfolgreich korrigieren die eingang RF signale und erhalten die DC spannung am ausgang, die ist gemessen zu werden ~ 0,75 V mit einem oszilloskop. Die Leistung dieses Gleichrichters erfüllt die Standardfrequenz von 13,56 MHz für das HF-System (33). Es gehört auch zu den leistungsstärksten organischen Gleichrichtern (33, 34) in Bezug auf die Arbeitsfrequenz und übertrifft viele andere organische Gleichrichter mit ähnlichen Strukturen (33).

Zusammenfassend zeigt diese Studie eine rekordhohe elektrische Leitfähigkeit von PEDOT mit konstruierter Kristallisation und Morphologie. Die hohe In-Plane-Leitfähigkeit resultiert aus einer verbesserten Trägerbeweglichkeit bei hoher Trägerdichte. XRD zeigt den Kristallisationsorientierungsübergang, der durch Erhöhen der Abscheidungstemperatur und Verringern der Filmdicke induziert wird, wodurch die Trägerbeweglichkeit verbessert wird. Hall-Effekt-Messungen validieren die aus der theoretischen Modellierung berechnete hohe Trägermobilität und hohe Trägerdichte. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die hohe Mobilität auf eine Abnahme der Energiebarriere des Interkristallit-Trägertransports zurückzuführen sein könnte. Um die Beziehung zwischen Kristallisationsorientierung und elektrischen Eigenschaften vollständig zu verstehen, wird auch die Leitfähigkeit außerhalb der Ebene untersucht. Schließlich wird die Herstellung eines 13,56-MHz-Gleichrichters im Wafermaßstab mit PEDOT als Metall mit hoher Arbeitsfunktion demonstriert, um die metallische Natur der PEDOT-Dünnfilme zu validieren. Dies ist auch der erste HF-Gleichrichter, der PEDOT als Metall mit hoher Arbeitsfunktion in einer Schottky-Diode verwendet.