科学家发现一种分子到使有机电子设备,将帮助

罗蒙诺索夫密西根州立大学的研究人员,在与他们的德国同事在德累斯顿 (莱布尼兹研究所) 聚合物研究所协作团队设法找到一种分子,对他们的意见,可以给动力有机电子技术的发展。
来自同事从德国国立莫斯科大学的科学家发现,[3] 导数-radialene,近 30 年来,科学上已知分子可以用于创建有机半导体材料。德米特里 · 伊凡诺夫,团长的材料工程实验室基本物理系,化学工程,莫斯科国立大学,认为实现将极大地促进有机电子技术的发展,和尤其是,制备的有机发光二极管和有机太阳能电池的新类。
有机或”塑料”电子是一个相对年轻的科学领域,约 15-20 年前来到生活。其目的是基于有机材料的电子设备的发展。这种类型的设备还不如就性能而言,标准的基于硅的电子和也不持久。但它也有优点 — — 轻、 薄、 灵活性、 透明度,和最重要的是 — — 塑料电子是比硅要便宜得多。有机电子产品的主要应用领域包括太阳能电池,这将是以硅为基础的模块 (成本高是原因之一,限制后者从大面积覆盖,从而更好地利用太阳的能量) 比便宜很多。此外,有机电子可以用于设计有机发光器件和场效应晶体管。
这种分子是所谓的掺杂剂,半导体聚合物的加入大大增加了其电导率。无机半导体掺杂剂的广泛应用已经几十年,然而,根据这篇文章的共同作者之一,德米特里 · 伊凡诺夫为有机导体此字段是远较少研究。目前,最常用的是氟掺杂。他们在不同的有机半导体材料结合能够极大地提高其电导率,但并不是所有在”塑料”电子今天使用的聚合物都适合。
德米特里 · 伊凡诺夫说,’与我们 Drezden 的同事,我们决定设计一个完全新的低分子量掺杂有机半导体,类型’。’ 和在这里重要的是要选择一种分子,就不只适用于其能量水平,但是,重要的是,该掺杂剂必须很好地混合聚合物,以便与聚合物它并不将隔离在一个单独的阶段,最终结晶和事实上,失去与聚合物的联系 ‘。
伊万诺夫的实验室在这项工作的主要贡献包括在探索物理相变物理混合在此类中的双星系统,换句话说 — — 找到一个合适的人选,在高分子物理方面。
这样一位候选人被发现。它碰巧成为衍生的 [3]-radialene。这是一个小的平面分子的碳原子相连,形成一个三角形的结构。其他潜在有趣的化合物,[3] 中-radialene 具有最大力合适 lumo 能级,即最低空分子轨道。这意味着,在它的帮助电子从半导体的聚合物基质中,这将成为自由电荷,从而增加掺杂材料的电导率很容易中提取。[3]-Radialene 因而成为最强掺杂剂有机半导体中那些所谓的科学文献中。
[3] 的实验-radialene,也证实了量子化学计算,结果表明,这种物质与半导体聚合物混合均匀,允许聚合物电导率增加几十、 甚至几百倍。已发现了 50%的聚合物掺杂剂的含量不会发生相分离,但聚合物的晶体结构逐渐发生了变化。这意味着掺杂剂分子包括聚合物晶体的晶格中,形成所谓的共晶。而形成的共晶体,据伊万诺夫,恰恰是高效率的新的化合物的主要原因之一。
描述新掺杂剂,作为好其含氟和目前最受欢迎的类似物,属于范畴的缺电子有机掺杂,德米特里 · 伊凡诺夫告诉。氟取代基众所周知强烈拉电子从分子,从而增加整体电导率的掺杂聚合物的中央部分。在目前的工作中,掺杂剂的化学结构是完全不同的和,事实上,似乎做得更好。我认为,我们掺杂剂与聚合物基体的完美混合是其性能的关键。这可以改进特色新有机太阳能电池的制作铺平道路。我们也想生产有机场效应晶体管。我认为它将给有机电子器件的发展的重大推动。 ‘