水在有机电子产品中制造陷阱

劣质有机半导体如果以正确的方式制造，可以成为高品质半导体。联平大学的研究人员在《自然材料》的一篇文章中指出，有机电子设备中的电荷运动被微量的水显著减慢。

有机材料，如聚合物，可以作为半导体的发现导致了2000年的诺贝尔化学奖。从那时起，有机电子领域的研究真正爆发了，尤其是连平大学，它是该领域世界领先研究的所在地。

然而，有机半导体并不像硅或其他无机材料的半导体那样有效地传导电流。科学家们发现，造成这种现象的原因之一是在有机材料中形成了陷阱，电荷载体被卡在其中。世界各地的几个研究小组一直在努力工作，不仅要了解陷阱的位置，而且要了解如何消除它们。

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图片说明：Tanvi upreti_r doktorand vid avdelningen komplexa material och system har utf_rt de praktiska experiaten tillsammans med f_rste f_rfattaren guangzheng zuo.Tanvi Upreti，复合材料与器件部博士生，与第一作者，Guangzheng Zuo一起进行了实验。

有机半导体中的陷阱

“所有有机半导体都存在陷阱，但在n型材料中，陷阱可能是一个更大的问题，因为它们通常比p型材料更差的半导体，”Link_坪大学复杂材料和器件部门的应用物理教授Martijn Kemerink说。

p型材料带正电荷，载流子由空穴组成，n型材料带电子形式的载流子，使材料带负电荷。

林克平大学的马蒂金·凯梅林克和他的同事们得出结论，水是其中的恶棍。具体来说，水被认为位于有机材料中纳米大小的孔中，并被环境吸收。

“在p型材料中，水中的偶极子与它们的负端对准带正电荷的孔，从而降低整个系统的能量。你可以说偶极子嵌入了电荷载流子，这样它们就不能再去任何地方了”，Martijn Kemerink说。

对于n型材料，水的方向相反，但效果相同，电荷被捕获。

已经进行了一些实验，其中加热材料，使其干燥并使水消失。它可以工作一段时间，但材料随后重新吸收周围空气中的水分，并从干燥中获得的大部分好处消失。

在干燥环境中制造

“水越多，陷阱越多。我们还发现，这种薄膜可以制造得越干燥，导电性能越好。Mathieu Linares，Tanvi Upreti_r Doktorand，Vid Avdelningen Komplexa Material OCH System har utf_rt de Praktiska Experimentan Tillsamans med f_rste f_fattaren Guangzheng-zuo的理论工作。Tanvi Upreti，复合材料与器件部博士生，与第一作者，Guangzheng Zuo一起进行了实验。

定量地证实了我们对正在发生的事情的看法，这是非常令人满意的。我们在《自然材料》一书中的文章不仅展示了如何将水排出，而且还介绍了如何确保水不会流出，以产生具有稳定导电性的有机材料。”

为了防止水在干燥后再被吸收到材料中，科学家们还开发了一种方法来去除空隙，否则水分子会渗透到空隙中。这种方法是基于在适当的有机溶剂存在下加热材料的组合。

“以前被认为是极差半导体的材料，只要在干燥的环境中制造，就可以变成好的半导体。我们已经证明，干制备的材料往往保持干燥，而在有水的情况下制成的材料可以干燥。然而，后者对水非常敏感。这是我们测试过的材料的真实情况，但没有任何证据表明其他有机半导体材料的行为有所不同”，Martijn Kemerink说。