저자 존 설리반 (Princeton Institute of Technology Communications Office)
컴파일 된 린 신 (종이 첫 번째 저자)
프린스턴 대학의 국제 팀, 조지아 공대와 베를린의 훔볼트 대학이 첨단 전자 제품의 결과 유기 넓은 사용의 구성은 새로운 길을 열어 것을 발견했다.
이러한 물질은 유연한 전자, 태양 에너지 변환뿐만 아니라 스마트 폰과 그들의 새로운 기술의 응용으로 평가되기 때문에이 연구는 저널 "자연 재료"의 11 월 (13) 월호에 발표 된 유기 반도체에 집중 TV의 고품질 컬러 스크린은 녹색 및 청색 빛과 같은 높은 광자 에너지를 방출하는 유기 발광 다이오드를 발사하는 데 큰 도움이됩니다.
프린스턴 전자 공학과 박사 과정 학생 신화 린은 말했다, 그는 또한 연구의 주 저자 인 '유기 반도체 소자는 저온 공정이 유연한 저전력 할 수있는 이상적인 소재입니다'. '그들의 주요 단점은 상대적으로 있다는 것입니다 약한 전기 전도도는 일부 응용 분야에서 까다롭고 비효율적 인 장치로 이어지고 유기 반도체의 전기적 특성을 개선 할 수있는 새로운 방법을 모색하고 있습니다.
엔지니어는 자신의 고유 특성을 이용하여 전류를 제어하기 때문에, 반도체, 일반 실리콘 등, 현대 전자 공학의 기초가된다. 많은 응용에서, 상기 반도체 장치는 컴퓨팅, 신호 처리, 스위치로서 사용된다. 또한 에너지 저장 장치에 사용되는 , 발광 다이오드와 같은 태양 전지와 같은 에너지 변환 장치를 포함한다.
도핑은 다른 화학 물질이나 불순물의 화학 조성물의 소량 첨가에 의해 조절 반도체 참조. 얼마나 많은 연구자들이 비교적 자유롭게 도펀트의 반도체 종류와 양의 전자를 선택함으로써 조정할 수, 이러한 함수의 가장 중요한 특성 인 밴드 구조 및 전기적 특성.
그들의 기사에서 연구자들은 환원제로 사용되는 루테늄 함유 화합물 인 실리콘 원자가 아닌 탄소 분자로 만들어진 유기 반도체의 전도성을 크게 향상시키는 새로운 방법을 설명했다 바꿔 말하면, 도핑 처리는, 유기 반도체 추가적인 전자의 일부에 도입한다. 이러한 추가 전자가 반도체의 도전성을 향상시키는 열쇠이다.이 화합물은 새롭게 개발 된 이량 유기 불순물에 속한다. 강하고 다른 환원제와는 달리, 이들 도펀트는 공기에 노출 될 때 안정하고 용매 또는 필름에서 다른 반도체와의 반응시 강한 전자 도너가된다.
세스 마더 조지아 테크에서 스티븐 발로우는이 새로운 도펀트의 개발을 주도하며 '매우 감소 도펀트'등의 루테늄 함유 화합물. 그들은 말했다는 그냥 결합주지에 드문 일이 아니다 말했다 공기 중에서 안정하지만, 유기 반도체의 종류에 앞서 도핑하기 어려운 기능. 프린스턴 연구자 전도도의 새로운 유형이 반도체 도펀트 수백 수 향상되는 것을 발견 전자 능력 완 (Wan) 시대.
이러한 루테늄 - 함유 화합물은 이들에 첨가 될 때, 그것은 어려운 비교적 안정 상기 이전 화합물로 인해. 형성된 화학 결합에 의해 연결된 두 개의 동일한 분자 또는 단량체로 구성, 즉, 이량 도핑 된 반도체는이 자발적으로 반응하지만, 평형 상태를 유지하지 않는다.이 순서대로 반도체의 전도도하고 단일 둘로 나누었다 루테늄 이량 화 반응이 요구되는 반도체를 강화하는 문제를 제기 몸.
린 신화들은 도펀트를 활성화하기 위해이 루테늄 이량 체를 분리하는 다른 방법을 모색했다. 결국, 그와 베르 톨드 웨 그너, 빛 복합 시스템의 작품에서 발견 대학원 베르트 코흐 훔볼트 대학의 그룹의 방문 자외선 반도체 여기 분자 후. 도핑 반도체 어렵고 따라서, 빛이 이량 도핑 할 수 있고, 수천 이상을 생성하기 시작하는 전체 반응을 유도 할 수 있기 때문에 단서. 시스템의 자외선로 조사 도전율이 백만 배 향상되었습니다.
다음으로 흥미로운 관찰을 수행했습니다.
Marder는 말했다 '신호등되면, 사람들은 단순히 역반응 후, 사라 향상된 전도성의 결과로 발생합니다 생각 할 수있다' '하지만 사실은 그렇지 않습니다.'
연구자들은 전도도가 사라지지 강화하도록 상기 반도체 원소의 루테늄 열역학적 원리가되도록 이들 분자는 원래의 이량 체 구조로 복귀하는 경향이있다하더라도, 분리되어 유지 될 수 알았다.
앙투안 칸, 엔지니어링 및 '63 교수 팀 전체를 이끄는 과학 스티븐 C. Macaleer을 적용했다. 그는 퍼즐의 위치 분포 도핑 된 반도체 분자가 가능한 해답을 제공했다. 그들은 반도체에 단량체를 가정 흩어져 내에서, 그들이 어렵게하는 것은 원래 레이아웃으로 돌아가 다음 이합체로 재 조립하는. 그는 그 때문에 단량체 올바른 방향이 있어야합니다 필요한 구조 조정의 말했지만,이 혼합 된 시스템에서, 단량체는 비스듬히. 따라서 항상 비록 열역학으로 인해 단량체가 재구성 될 수 있지만, 대부분의 전지에서는 매우 빠르게 일어나지 않습니다.
칸은 말했다, '답은 그들이 열역학에 잠겨 있다는 것입니다.' '이 단량체는 평형 상태를 다시 입력하지 왜 질문은,'
사실, 이들 연구자 년 이상 동안 관찰 반도체 도핑, 그 도전 약간만 감소. 한편, 이러한 물질의 제조에서 발광 다이오드, 그들은 도핑 장치가 발행되는 것을 발견하였습니다 등이 계속해서 이러한 장치가 있습니다. 활성화 배리 랜드 그룹이 협력 할 준비가, 그는 프린스턴 전자 공학 Anglinger 에너지 및 환경 센터 조교수이었다.
'각각의 빛 활성화 단계 시스템이 더 전체 활성화 할 때까지 활성화하기 위해 더 많은 빛을 생성 할 것이다', MADER 그는 조지아 전력 (조지아 전력 그룹) 에너지 효율 의자 교수, 화학 및 대학의 교수학과했다. '만 이것은 매우 새롭고 놀라운 발견이다. '
다른 저자는 프린스턴 대학원 학생 경 민 리, 마이클 A. Fusella 및 장 Fengyu, 조지아 테크 Karttikay Moudgil을 포함한다.
미국 국립 과학 재단 (National Science Foundation) 및 미국 에너지 국은 연구에 대한 부분적인 지원을 제공했다.
프린스턴 앙투안 칸 그룹 서론 : 전자, 화학 박막 전자 장치 및 재료 연구 관심의 전기적 특성에 초점을 맞춘 다양한 반도체 재료 (단체 및 화합물) 현재 유기 유기 분자 전자 공학의 적용에 초점을 지향하지만 다른가요 성 전자 규모가 적용된 다이오드, 전계 효과 트랜지스터, 광전지 및 유기 박막 유기 발광 소자를 개선시키기 위해 작은 분자 및 중합 반도체, 특히 재료의 가공 및 관심 인터페이스 금속 및 금속 산화물, 유전체, 성능. 거의 무제한 새로운 분자 합성 화학 화합물의 가능성 등의 유기 반도체 해당 기판의 다양한 진공 증착, 인쇄 또는 용액 증착 공정에 의해 탁월한 단순성이 주요 장점은, 다른 반도체 재료에 비해, 등 수많은 가능성 소자 구조 혁신을 연다.
http://www.ee.princeton.edu/research/kahn/
도핑과 관련 방향은 최근 기사 (부분) 발표
Berkeley Wegner, Michael Fusella, Fengyu Zhang, Karttikay Moudgil, Barry P. Rand, Stephen Barlow, Seth R. Marder, Norbert 등이 유기 반도체에서의 n 형 도핑의 광활성에 의한 열역학적 한계를 뛰어 넘었다. 코치와 앙투안 칸 .Nat. Mater. DOI : 10.1038 / NMAT5027 (2017)
정공 수송 재료, Fengyu Zhang andAntoine Kahn을위한 고 전자 친화 도성 F6-TCNNQ의 연구. Adv. Funct. Mater. 1703780 (2017)
Nicholas C. Davy, Melda Sezen, Jia Gao, Xin Lin, Amy Liu, Antoine Kahn 및 Yueh-Lin Loo, Nature Energy, 2, 17104 (2017)와 같은 태양 광 스펙트럼의 스마트 관리를위한 근적외선 태양 전지의 페어링
Singlet Fission 유기 태양 전지의 에너지 구조의 형태 학적 조율, YunHui L. Lin, Michael A. Fusella, Oleg V. Kozlov, Xin Lin, Antoine Kahn, Maxim S. Pshenichnikov 및 Barry P. Rand, Adv.Func. Mat., 26, 6489 (2016)
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