参考文献中描述了生长的橡胶晶体晶体的一般过程。29,30。在扩展数据图4A，B中，我们显示了掺杂时分别涉及橡胶薄膜晶体和橡胶薄膜晶体相的制造过程。通过真空沉积沉积在底物上的无定形橡胶一层，然后在氮气中退火以启动晶体生长。可能取决于表面特性和加热温度不同的晶体相。三种最常见的晶体类型是三斜球形，正晶晶格和正常血小板（扩展数据图4B）。三斜晶体从大约120°C开始形成，并且是公共晶体中最强大和可重现的。以前，我们已经在Gigahertz Diodes26中显示了Triclinic膜的改善性能。尽管这些三斜膜中的垂直迁移率很高，但由于这些薄膜的分支强度，侧向传输效率低下。正骨晶体是大多数出版物的主要重点，这是由于其源自其人字形分子堆积的各向同性电荷传输特性，并具有理想的波函数Overlap31,32,33。正交堆积的球形构型在高于170°C以上的较高温度下生长，而无需强大的分支，并且可以通过从每个结晶石的单个中心扇出扇形散发出偏光显微镜，在极化显微镜下轻松识别。正常血小板是最难创建的最困难的阶段。在150°C至170°C下加热通常会导致几个单晶体或分布在表面上的晶体。先前的一项研究表明，通过引入具有适当玻璃过渡温度的子层34，可以通过引入子层来实现血小板晶体的均匀和表面覆盖的分布。在这里，我们使用5 nm的4,4'-环己基烯比[N，N，N-双（4-甲基苯基）苯胺]（TAPC）， 导致玻璃和硅底物以及结构化金属和依赖二氧化物电极的成功晶体生长35。

　　为了制作OBJT，我们需要控制晶体的总厚度和掺杂膜的序列，以实现复杂的装置堆栈。我们使用共蒸发引入掺杂到初始种子和外延生长的层中。对于这里研究的P型和N型掺杂剂，允许种子可重复结晶的掺杂剂的最大浓度低于2 wt％。使用外延添加的膜可以在较高的浓度下掺杂，而不会通过极化显微镜可见的形态变化发生任何巨大变化。但是，在原子力显微镜（AFM）测量中可以看到表面特性的变化。高原与参考文献中描述的线和螺丝位错上混合。对于未凝结的晶体来说，36是可见的，但在引入掺杂时逐渐变成更颗粒状的表面（扩展数据图5和6）。

　　Giwaxs测量种子和散装材料的薄膜显示出掺杂时rubrene晶体的分子堆积发生变化。散射图像的二维（2D）图（扩展数据图7a）证明了高度的结晶度，尤其是正交血小板形式的高度。相应散射峰的宽度表明沿相应轴的无序程度。这里的面内信号（XY）对应于rubrene单位单元的A-和B-晶体轴，这对于横向转运很重要。平面外轴由C轴定义，与垂直传输有关。扩展数据图7b显示了两个方向的峰宽度变化，具体取决于掺杂浓度和类型。峰在平面外方向上基本上更宽，但是，这可能部分归因于对数据进行分析的方式（请参阅“ GIWAXS分析”部分和扩展数据图8）。但是，相对变化比绝对值更重要。面内数据的行为如预期的那样，较高的掺杂浓度会导致峰扩大，表明分子顺序的减少。介绍N型四方（六氢吡啶二吡啶胺）ditungsten（ii）（ii）（W2（HPP）4）的影响要高于1,3,4,5,7,7,8-二氟二氟乙烯酰胺乙酰胺（F6-tcnnnq）的POPATANT，这两种piperation ne toseed ne Privest Ye Pimplation ne Prives ne Prives and Prives均为poteption topration topecration。将掺杂剂引入膜的大部分通常会增加膜中血小板和球形样品的疾病（扩展数据图7b）。平面外轴的行为不同。在这里，种子的掺杂显示了峰宽度的强烈变化，这表明在种子结晶过程中，掺杂剂的整合主要影响C方向。将掺杂剂的整合到散装膜中逐渐增加了峰宽度，类似于平面行为。然而， 与P型掺杂剂相比，N型的影响相对较大，甚至更为明显。可以得出的结论是，掺杂剂分子的引入改变了橡皮素膜的分子结构，但仅在有限的程度上改变了。较高的掺杂浓度会产生更强的干扰，而W2（HPP）4比F6-TCNNQ具有更强的影响，这大概是因为三个分子的大小和空间特性。

　　在所有三个晶体阶段的未掺杂膜中，对横向电运转运进行了广泛的研究。26,29,34,34,35,37,38。对于三斜膜25和1-4 cm2 v -1 s -1的横向迁移率在10-2 cm2 v -1 s -1的范围内，对于正交膜34,35,37,38。血小板中的横向荷载体迁移率通常比球形晶体中的侧向携带者略好，这取决于晶体向电极的方向。但是，在垂直有机设备中，包括此处研究的双极连接晶体管，侧向和垂直运输同时发生。以前，我们介绍了三斜晶阶段25的垂直和侧向转运的数据。尽管它们在垂直方向上具有出色的运输特性，但由于其平庸的侧向传输特性，这些膜不适合OBJT设备。因此，我们将主要集中在与我们的OBJT设备相关的正交晶体中的垂直电荷传输特性上。

　　扩展数据图4C显示了夹在金电极之间的400 nm未悬浮物材料的所有三个晶体相的晶体薄膜的IV曲线。与横向测量值相反，三层膜的垂直传导最大，而两种正骨晶体类型的行为相似。这一发现是可以预期的，因为垂直于表面的堆栈在三斜晶型晶状体中均匀，并且对于两种正骨晶体类型都相同。血小板和球形膜之间的差异可以通过注射的影响来解释，这是因为用于血小板39的TAPC子层的迁移率和深电离电位。

　　为了进一步分析传输，我们基于在400 nm和600 nm的固有晶体（L）的胶片集（夹在40 nm的注射层之间），对球形晶体进行了空间荷兰晶体分析（SCLC）（SCLC）。在高压（超过1 V）时，可见明显的二次依赖性，表明孔的SCLC行为。球形晶体的估计垂直迁移率约为3 cm2 v -1 s -1（有关详细的SCLC分析，请参见扩展数据图9A），该分析低于三斜晶晶相（约10 cm2 v -1 s -1）26。正骨晶体中垂直和横向迁移率之间的差异接近各向同性，这对于在侧向和垂直方向上都发生电荷传输的应用是有益的。作为例证，扩展数据图4D（球形）和扩展数据图9b（血小板）显示了用F6-TCNNQ掺杂对垂直电流传导的影响。即使少量掺杂也会通过数量级增加垂直传导。小电压下的传导增加（小于0.1 V）表明，这种传导增加的很大一部分可能归因于注射耐药性的降低。掺杂浓度的进一步增加会导致电流的匹配增加；然而，掺杂过程的效率随着高度结晶系统的预期，掺杂过程的效率降低了40。N型W2（HPP）4的rubrene掺杂电子掺杂，尽管具有较低的掺杂效率和较低的电荷载体迁移率26,41。

　　设备在玻璃晶片上制造，尺寸为25×25 mm2。在丙酮，乙醇，异丙醇和去离子水中清洁底物。在Piranha溶液中处理每种底物15分钟，以产生清洁和亲水的表面，然后用去离子水冲洗并用氮干燥。rubrene由TCI提供，F6-TCNNQ和W2（HPP）4由Novaled提供。使用热蒸发在真空下沉积层，基本压力为1×10-8 mbar。种子的蒸发率对其余过程没有影响。沉积底部金属电极（30-40 nm）后，TAPC（5 nm）的子层和rubrene的第一个无定形层（30-40 nm），将样品转移到氮气手套箱中，而无需暴露于空气。热处理发生在160–180°C的预热热板上，持续1-3分钟。如果需要，根据掺杂浓度的不同，使用rubrene和掺杂剂的同时蒸发rubrene和掺杂剂，速率在0.5ÅS -1和3ÅS -1之间，以相同的真空沉积量。电极和半导体是使用阴影面罩结构的。电导率和SCLC测量值的活性区域范围为50×50μm2至150×150μm2。用于电导率测量的设备的总厚度为400 nm。初始种子不含量。除了给定的散装掺杂之外，没有其他掺杂。使用两组具有400 nm和600 nm总厚度L的设备分析SCLC，每个设备在50×50μm2和150×150μm2之间进行分析。该烟囱由20 nm的未期型种子和夹在40 nm掺杂膜之间（注射5 wt％）和30 nm的金之间的未源性散装层的相应厚度组成。使用从依赖V2依赖性SCLC电流的拟合中获得的拟合的1/L3依赖性提取迁移率。对于OBJT设备，使用基于硅的模具面具来构造金属电极， 发射器和收集器电极由简单的重叠矩形组成，而基本电极由带有矩形手指的梳状结构组成。发射极和收集器电极的宽度分别为100μm和60μm。基本手指的宽度为12μm，间距保持在12μm。将基本电极的每个梳状结构中的手指数量调整为手指的宽度和间距，以覆盖发射器和收集器电极之间的重叠区域。用于图3中所示的测试的设备具有指示器和底座的指示电极。收集器电极是标准的矩形条带或类似指的电极（扩展数据中提供的详细信息图10中提供的详细信息）。

　　我们使用Keithley 236，Keithley 2400和Keithley 2600源测量单元进行了电直流测量，其中用HP 4284A在氮气中使用HP 4284A进行了电容测量。使用测量软件Sweepme进行电气测量！（Sweep-me.net）。用尼康Eclipse LC100 PL/DS极化显微镜拍摄显微照片。我们使用AIST-NT Combiscope1000进行了AFM测量，并在西班牙巴塞罗那Alba同步器的BL11 NCD-Sweet Beamine上进行了GIWAXS测量。薄膜以0.12的放牧角度照亮，梁能量为12.95 keV，梁大小为70×150 m2（垂直×水平）。用rayonix的LX255-HS检测器记录了衍射图，该图形放置在样品后面约14厘米。使用氧化铬（CR2O3）来校准样品 - 检测器距离和检测器上的光束位置。使用WXDIFF软件（S.M.）分析数据。

　　Synopsys TCAD与高级物理模型和设备仿真工具（结构编辑器，Sdevice，Svisual和Inspect）一起使用，以模拟OBJT的电气特性并分析仿真结果。测得的OBJT数据用于调整和校准Synopsys Sentaurus的TCAD模拟器。高斯的状态密度被认为近似于载体在OSC中的有效状态密度。电场依赖性迁移率 - frenkel迁移率模型用于使载体的跳跃运输。我们使用恒定的载体生成模型来计算恒定的载体生成和重组过程。

　　为了评估两种晶体结构（即球形岩和血小板）的不同掺杂rubrene膜的晶体质量，（121）反射（qxy =1.23Å-1和qz =0.23Å-1）在2D散射图像中分析了giwaxs smeturement quseRement quse qxy-qxy-qxy qxy qxy qxy qxy qxy qxy qxy qxy qxy qxy qxy qxy qxy qxy qxy qxy qxy（是平面外散射矢量）。分析了平面外和外部方向，以获取有关基材平面中晶体质量并正常的信息。在测量过程中，我们在基材平面中旋转每个样品360°，并每1.23°拍摄单独的图像。

　　为了分析平面内晶体质量，我们以特定角度拍摄了单个图像，以最大程度地减少来自相同反射的多个峰的出现（由样品上的不同散射位置引起）。首先，从Q =1.15Å1到Q =1.35Å1的散射图像中提取蛋糕段，并从χ= 6°至χ= 15°（其中χ是方位角）。然后将蛋糕段转换为χ与Q图。从该图中，将列在Q =1.15Å -1到Q =1.35Å1的区域中汇总，从χ= 6.1°到χ= 14.9°。每侧的5％的数据水平用于通过拟合来删除线性背景。

　　为了分析平面外晶体质量，我们平均以各个角度拍摄的图像。之所以可能，是因为由样品上不同位置散射引起的多个峰会导致峰值，其中心在梁中心的线上对齐。从Q =1.15Å -1到Q =1.35Å1的散射图像中提取了第一个蛋糕段，从χ= 6°到χ= 15°。然后将蛋糕段转换为χ与Q图。从该图中，将行总结在Q =1.15Å -1到Q =1.35Å1的区域中，从χ= 6.1°到χ= 14.9°。两侧的5％的数据垂直使用，用于通过拟合来删除线性背景。

　　使用高斯曲线和恒定偏移拟合所得的光谱。所用的高斯人的数量取决于拟合的良好性和对2D散射图像中可区分的峰值的估计。使用具有恒定偏移的单个高斯曲线拟合所得的光谱。