协作的研究努力可以采取超出手机屏幕的有机半导体

一个国际研究小组的发现普林斯顿大学,乔治亚州技术研究所和柏林洪堡大学指导了普遍应用俗称有机电子产品的先进技术的方式。

研究人员使用UV光在半导体中激发分子,触发分裂和激活掺杂剂的反应(景王和Xin LIN的图示)

这项研究发表在13TH.11月发表在《自然材料》(Nature Materi欧洲杯足球竞彩als)杂志上的一篇文章,重点研究了有机半导体,这是一组有价值的材料,其应用于即将到来的技术,如太阳能转换、柔性电子产品以及用于智能手机和电视的高质量彩色显示器。在短期内,这一进展将主要帮助有机led在高能量下发光,发出蓝色和绿色等颜色。

有机半导体是制造机械柔性器件的理想材料,具有节能的低温工艺,o欧洲杯足球竞彩其主要缺点的NE具有相对较差的导电性,这导致效率低下的操作寿命比商业应用所需的寿命更短。我们正在努力改善有机半导体的电气性质,使它们可用于更多应用。

鑫林,博士生和普林斯顿研究团队的成员。

通常由硅制成的半导体是先进电子产品的基础,因为工程师可以利用它们独特的特性来调节电流。在许多应用中,半导体器件用于信号放大,计算和切换。它们用于节能设备,例如转换诸如太阳能电池的能量的LED和器件。

对这些功能的至关重要是一种称为掺杂的过程,其中通过掺入少量化学物质或杂质来调节半导体的化学结构。通过仔细选择掺杂剂的类型和数量,研究人员可以在一系列方式中修改半导体的电子结构和电气行为。

在其最新的自然材料文章中,研究人员解释了一种用欧洲杯足球竞彩于显着提高有机半导体电导率的新方法,该方法由碳基分子代替硅原子形成。掺杂剂,含钌化合物,是还原剂,这意味着它在有机半导体中获得电子作为掺杂过程的一部分。添加电子对于提高半导体的电导率至关重要。该化合物属于最近引入的掺杂剂组,称为二聚体有机金属掺杂剂。与许多其他稳健的还原剂相比,当暴露于空气时,这些掺杂剂是稳定的,但仍然是固态和溶液中的强大的电子给体。

来自格鲁吉亚科技的Seth Marder和Steve Barlow,他们引导了新掺杂剂的发展,提到了钌化合物的“超减速掺杂剂”。他们说这是奇怪的,不仅是它的空气稳定性和电子捐赠强度的组合,而且在其与早期的一组有机半导体功能起到非常难以涂料的能力。在普林斯顿进行的研究中,该团队发现新掺杂剂提高了这些半导体的电导率近百万次。

钌化合物是二聚体,这意味着它包括由化学键合连接的两个相同的分子或单体。如,当掺入这些难以掺杂的半导体时,化合物是相对稳定的,它不会反应并保持其平衡状态。构成问题,因为为了提高有机半导体的电导率,钌二聚体必须分裂和排出其两种相同的单体。

林,普林斯顿博士生是自然材料文章的主要作者,表示,研究人员寻求各种方式来分解钌二聚体并引发兴奋剂。欧洲杯足球竞彩最终,他和Berthold Wegner是来自Humboldt大学的诺伯特科赫集团的访问研究生,通过用紫外线照射紫外线来击中,这有效激发半导体中的分子并开始反应。当暴露于光时,二聚体分为单体,并且电导率增加。

在此之后,研究人员对观察有一种吸引人的观察。

“一旦光线关闭,就会天真地期望发生反应”狂欢节在一封电子邮件中说了扩大的导电性。“然而,这种情况并非如此。”

研究人员发现,钌单体在半导体中被隔离_即使热力学应将分子作为二聚体返回它们的初始配置。Antoine Kahn是指研究团队的普林斯顿教授,表示掺杂半导体内分子的物理布局为此难题提供了可能的答案。假设是单体在半导体中铺展,使得它们非常坚硬地返回其原始构型并重新形成钌二聚体。改革,他说,单体应该面临正确的方向,但在它们保持aakew的混合物中。所以,即使热力学表明二聚体应该改革,它们中的大多数也不张贴在一起。

问题是为什么这些东西不会恢复在一起达到均衡,t他的回答是它们在运动中被困住了。

Antoine.Kahn,Stephen C.Cacaleer'63工程和应用科学教授。欧洲杯线上买球

事实上,研究人员对掺杂半导体进行了一年多的观察,发现其导电性下降非常小。此外,通过观察普林斯顿大学(Princeton)和Andlinger能源与环境中心(Andlinger Center for Energy and the Environment)的电子工程助理教授巴里·兰德(Barry Rand)团队创造的led中的材料,研究人员发现,该设备产生的光不断地重新激活掺杂。

Marder说,光触发系统更多地导致更轻微的产生和更多的激活,直到系统完全激活。“这本身就是一个新奇而令人惊讶的发现。”

其他论文的作者包括:研究生Kyung Min Lee,Michael A. Fusella和Princeton的Fengyu Zhang,以及格鲁吉亚理工学院的Karttikay Moudgil

该研究部分受国家科学基金会和美国能源部的支持。欧洲杯线上买球

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