نویسنده جان سولیوان (اداره ارتباطات فن آوری پرینستون)
کامپایل شده لین شین (مقاله نخستین نویسنده)
یک تیم بین المللی از دانشگاه پرینستون، موسسه فناوری جورجیا و دانشگاه هومبولت برلین پیدا شده است که ترکیب و در نتیجه آلی استفاده گسترده تر از این تکنولوژی بالا الکترونیکی به باز کردن یک جاده جدید است.
این مطالعه با تمرکز بر نیمه هادی های ارگانیک 13 نوامبر شماره از مجله "مواد طبیعت" منتشر شده، چرا که چنین مواد در برنامه های کاربردی تکنولوژی در حال ظهور خود، مانند الکترونیک انعطاف پذیر، تبدیل انرژی خورشیدی و همچنین تلفن های هوشمند و ارزش صفحه نمایش رنگی با کیفیت بالا از تلویزیون، که به سادگی کمک زیادی در راه اندازی دیودهای آلی نور است که انرژی های فوتون بالا مانند نور سبز و آبی منتشر می کند.
پرینستون مهندسی الکترونیک دانشجوی دکتری شین لین گفت، او همچنین نویسنده اول مطالعه، دستگاه های نیمه هادی آلی یک ماده ایده آل به انعطاف پذیر کم قدرت، فرآیند در دمای پایین، است '.' اشکال اصلی آنها این است که نسبتا وجود دارد هدایت الکتریکی ضعیف است که در بعضی از کاربردها منجر به دستگاه های مشکل و ناکارآمد می شود و ما به دنبال روش های جدید برای بهبود خواص الکتریکی نیمه هادی های آلی هستیم.
نیمه هادی، معمول مانند سیلیکون، سنگ بنای الکترونیک مدرن است زیرا مهندسان کنترل جریان با استفاده از خواص منحصر به فرد خود در بسیاری از برنامه های کاربردی، دستگاه های نیمه هادی است که به عنوان محاسبات، پردازش سیگنال، و سوئیچینگ استفاده می شود. آنها همچنین در دستگاه صرفه جویی در انرژی استفاده می شود ، مانند دیودهای نوری و دستگاه های تبدیل انرژی مانند سلول های خورشیدی.
دوپینگ به ماهیت حساس بسیاری از این توابع، به نیمه هادی تنظیم با اضافه کردن مقدار کمی از دیگر مواد شیمیایی و یا ترکیب شیمیایی از ناخالصی مراجعه کنید. چگونه بسیاری از محققان به نسبتا آزادانه انتخاب الکترون از نوع نیمه هادی و میزان ناخالصی تنظیم ساختار باند و خواص الکتریکی.
در مقاله خود، محققان یک روش جدید توصیف به تا حد زیادی افزایش نیمه هادی آلی (به جای مولکول های کربن تشکیل شده از اتم های سیلیکون) از یک ماده رسانا دوپینگ یک ترکیب روتنیم حاوی به عنوان یک عامل کاهنده استفاده به عبارت دیگر، فرایند دوپینگ در بخشی از نیمه هادی آلی الکترون اضافی معرفی شده است. این الکترونها اضافی کلیدی به منظور افزایش هدایت نیمه هادی می باشد. این ترکیب متعلق به یک به تازگی توسعه یافته ناخالصی های آلی فلزی دایمر. و دیگر قوی بر خلاف کمبودها، این دوپنستان ها با قرار گرفتن در معرض هوا پایدار هستند و در اثر واکنش با نیمه هادی های دیگر در تشکیل حلال یا فیلم کمک کننده های الکترون قوی می شوند.
ست ماردر و استفان بارلو از فناوری گرجستان تحت سلطه توسعه این ناخالصی جدید و گفت ترکیبات روتنیم حاوی مانند 'نا خالص کاهش فوق العاده. آنها گفتند امری غیر معمول نیست در نه فقط به آن را ترکیبی و توانایی های الکترونیکی پایدار در هوا، اما عملکرد آنها را دشوار است به دوپ قبل از یک کلاس از نیمه هادی های آلی. محققان پرینستون نشان داد که این نوع جدید از هدایت صدها نفر از این ناخالصی های نیمه هادی بهبود یافته است می توانید زمان وان
چنین ترکیب روتنیم حاوی یک دیمر، است که، آن را از دو مولکول یکسان، یا مونومر، مرتبط با یک پیوند شیمیایی تشکیل تشکیل شده است. با توجه به ترکیب قبل از گفت نسبتا پایدار است، آن را دشوار است زمانی که به آن اضافه شده نیمه هادی دوپ، آن را خود به خود واکنش نشان می دهند اما در حالت تعادل است. این امر مشکلی است که به منظور افزایش هدایت یک نیمه هادی، و یک نیمه هادی است که نیاز به واکنش روتنیم دایمر و سپس به دو تک تقسیم شد بدن
لین شین گفت آنها به دنبال روش های مختلف برای جدا کردن این دایمر روتنیم به منظور فعال کردن ناخالصی. در نهایت، او و برتولد ونگر، بازدید از یک گروه از فارغ التحصیل نوربرت دانشگاه کخ هومبولت، پیدا شده است در آثار سیستم ترکیب نور سرنخ. تابش آنها را با اشعه ماورای بنفش سیستم، به دلیل نیمه هادی ماوراء بنفش مولکول هیجان زده و سپس می توانید هدایت واکنش کلی آغاز می شود. بنابراین، در نور، این دایمر می توان آلاییده و نیمه هادی بدون دوپه دشوار است به تولید هزاران و یا حتی میلیون بار بهبود هدایت.
بعد، محققان مشاهدات جالبی را انجام دادند.
'هنگامی که نور توقف، مردم ممکن است فکر می کنم آن است که به سادگی واکنش معکوس رخ خواهد داد، در هدایت افزایش یافته است سپس ناپدید می شوند،' ماردر گفت: اما در واقع چنین نیست.
محققان دریافتند روتنیم عنصری در نیمه هادی می توان در انزوا حفظ نتیجه افزایش هدایت کند ناپدید می شوند، حتی اگر از اصول ترمودینامیک به طوری که این مولکول ها تمایل به بازگشت به ساختار دایمر اصلی خود را.
آنتوان کان، مهندسی و علوم کاربردی استفان سی Macaleer '63 استاد رهبری کل تیم. او گفت مولکول های نیمه هادی دوپ در توزیع موقعیت از پازل یک پاسخ ممکن را فراهم می کند. آنها فرض مونومر در نیمه هادی در پراکنده، آنها را دشوار برای بازگشت به طرح اصلی و سپس به دیمر دوباره بهم وصل. او گفت که به دلیل بازسازی مورد نیاز مونومر باید جهت درست داشته باشد، اما در این سیستم مخلوط، منومر همیشه کج. بنابراین، حتی ترمودینامیک مونومر قادر به بازسازی بود، اما این نمی خواهد به زودی در بسیاری از مونومر است.
، سوال این است که چرا این مونومر انجام دوباره وارد یک حالت تعادل نیست، "کان گفت، 'پاسخ این است که آنها در ترمودینامیک قفل شده.
در واقع، این محققان نیمه هادی برای مشاهده بیش از یک سال به طول دوپ، مشخص شد که تنها اندکی کاهش در هدایت. در همین حال، دیود ساطع نور در تهیه این مواد، آنها دریافتند که دستگاه دوپینگ صادر شده است نور به طور مداوم فعال می شود. این دستگاه ها هستند و گروه بری رند آماده به همکاری، او دستیار پروفسور در مهندسی الکترونیک پرینستون و انرژی Anglinger و مرکز محیط زیست است.
«هر سیستم گام به فعال سازی نور، نور بیشتری تولید برای فعال بیشتر تا زمانی که فعال سازی کامل، Mader گفت که او (گرجستان قدرت گروه) بهره وری انرژی گرجستان قدرت صندلی استاد، گروه شیمی و استاد دانشگاه بود." فقط این یک یافته بسیار جدید و تعجب آور است.
دیگر نویسندگان که شامل پرینستون دانشجوی کارشناسی ارشد کیونگ مین لی، مایکل A. Fusella و ژانگ فنگین Fengyu و فناوری گرجستان Karttikay Moudgil.
بنیاد ملی علوم و وزارت انرژی ایالات متحده حمایت جزئی از این مطالعه را ارائه می دهند.
پرینستون آنتوان کان گروه مقدمه: تمرکز بر روی دستگاه های فیلم نازک الکترونیکی در الکترونیک، شیمیایی، و خواص الکتریکی از منافع تحقیقات مواد اگر چه به مواد نیمه هادی های مختلف (مواد ساده و مرکب) در حال حاضر در کاربرد الکترونیک و مولکولی آلی متمرکز کارگردانی مولکول های کوچک و نیمه هادی پلیمری، فلزات و اکسیدهای فلزی، و یک دی الکتریک، به ویژه برای تولید و فرآوری مواد و رابط های مورد علاقه، به منظور بهبود آلی نور دیود ساطع، ترانزیستورهای اثر میدانی، سلول های فتوولتائیک و آلی دستگاه های نازک دیگر مقیاس های الکترونیکی انعطاف پذیر استفاده شده است عملکرد. امکان مولکول سنتز ترکیبات شیمیایی جدید تقریبا نامحدود، با سادگی بی نظیر توسط تبخیر در خلأ، چاپ و یا رسوب راه حل فرآیندهای بر روی انواع لایه، به طوری که نیمه هادی آلی در مقایسه با دیگر مواد نیمه هادی مزایای کلیدی، و امکانات بی شماری برای نوآوری در ساختار دستگاه وجود دارد.
http://www.ee.princeton.edu/research/kahn/
دوپینگ و روابط مرتبط اخیرا (بخشی)
ضرب و شتم محدود کردن ترمودینامیک با فعال شدن فتوکپی n-doping در نیمه هادی های آلی، Xin Lin، Berthold Wegner، Kyung Min Lee، Michael A. Fusella، Fengyu Zhang، Karttikay Moudgil، Barry P. Rand، Stephen Barlow، Seth R. Marder، Norbert کچ و آنتونی کان. مادرم DOI: 10.1038 / NMAT5027 (2017)
بررسی مواد F8-TCNNQ Dopant Molecular Dopant بالا برای مواد حمل و نقل سوراخ، Fengyu ژانگ و Antoine کان. مشاوره Funct مادرم 1703780 (2017)
جفت شدن سلولهای خورشیدی نزدیک به ماوراء بنفش با پنجره های الکتروکرومی برای مدیریت هوشمند طیف خورشیدی، نیکلاس سی دیوی، ملودی سوزن، جیا گائو، لین لین، امی لیو، آنتوان کان و یو لین لین، Nature Energy، 2، 17104 (2017)
تنظیم مورفولوژیک انرژی در سلول های خورشیدی تجزیه یونگویی، یونوهی لین لین، مایکل ا. فوللاس، اولگ V. کوزلو، لین لین، آنتونی کان، ماکسیم س. Pshenichnikov، و بارری P. رند، Adv.Func. مات، 26، 6489 (2016)
تاثیر یک ضریب دوپینگ پایین بر توزیع دولت های گاپ در یک نیمه هادی مولکولی، شین لین، جفری ای. پیروم، سوگات، کوه محپاترا، استفان بارلو، سیف رد مردر، یوه لین لئو و آنتویین کان، شیمی. مات 28، 2677 (2016)
تشریح تجربی رابطهای مربوط به الکترونیک ارگانیک، گابریل مان، جیمز اندرس، شین لین و آنتوان کان، در WSPC مرجع الکترونیک ارگانیک، ژان لوک براداس و سیت R. مردر، edts.، World Scientific، chapt. 6، ص. 159-191