有机半导体

半导体及其性质梗概不久以前还只把所有物质按照电学性质分为两类:导体和绝缘体。典型的导体——金属——具有很大电导性;加在体积为1厘米~3的金属方块上的每伏特电压可以得到数十万安培的电流。而在同样条件下絕缘体(例加玻璃、陶瓷)则不超过数十万万分之一安培,后来发现存在有极大量的物质是介乎这两者之間的。这些物质就称为半导体。很多氧化物及某些金属合金,很多金属硫化物、石     

纳米有机半导体光催化剂

近年来,有机半导体因其独特可调的化学结构及光电性质越来越多地被应用于高效可见光催化领域.但是,有机材料本身化学键弱、载流子迁移率低,导致其催化效率低、稳定性差.因此,将有机半导体进行纳米组装及其构建异质结构,得到零维、一维、二维或多元复合纳米有机光催化剂,成为近几年的研究热点.零维粒子尺寸小、比表面积大;一维结构长程有...     

有机半导体的催化性质

一、引言从1948年以来,陆续发现许多具有巨大共轭体系的有机化合物呈现类似半导体的特性,近来高分子半导体的合成则使这领域的研究工作进入了一个新的阶段。同时,在催化领域中则早已证明,许多优良的催化剂,如某些金属的氧化物,硫化物等都是典型的无机半导体,并且发现这些半导体的电学性质,如电导率,功函数等与其催化性质之间有着密切的联系。在这一基础上发展起来的半导体催化作用的电子理论已经成为催化理论的主要方向之一。因此,很自然地会想到,有机半导体是否也具有与无机半导体类似的催化     

有机半导体材料中的电荷转移

在介绍有机半导体材料电荷转移基本理论的基础上,对利用电荷转移研究有机半导体材料的导电、光电导和发光过程的现状进行评述,认为电荷转移是有机半导体材料研究的关键问题,开展其研究不仅有助于弄清一些新现象、新效应的物理起因,还可望找到预测有机半导体材料相关性能的有效手段.     

结晶性有机半导体异质结器件

今天几乎所有重要的半导体器件的工作原理都与异质结和肖特基结有关,比较完整地理解和运用异质结和肖特基结是通过了长达半个世纪的持续努力.近20年有机异质结构已经被广泛的应用到有机电子器件中,包括有机发光二极管、有机光伏电池和有机场效应晶体管.然而,目前却缺少对有机异质结效应的认识.因此,完整认识有机异质结并运用它来发展有机半导体材料与器件是我们面临的机遇和挑战.本文首先阐述了我们对结晶性有机半导体异质结效应的理解,然后给出了有机异质结在半导体器件中的应用,重点介绍了我们近年来在运用有机异质结发展高功能电子器件方面的探索工作和初步认识.有机异质结在高性能场效应晶体管、改善金属有机接触和叠层器件中连接单元等方面均有所应用.有机异质结具有丰富的类型,充分利用有机异质结的特征,将为发展适合有机半导体材料、新功能器件和高级功能器件提供了新的视角和途径.     

有机半导体中载流子迁移率的测量方法*

本文简要地介绍了有机半导体中载流子迁移率的几种模型,着重阐述了测量有机半导体中载流子迁移率的各种方法的测试原理。主要有如下几种：稳态（CW）直流电流-电压特性法（steady-state DC J-V）,飞行时间法（time of flight, TOF）,瞬态电致发光法（transient electroluminescence,transient EL）,瞬态电致发光法的修正方法即双脉冲方波法和线性增压载流子瞬态法（carrier extraction by linearly increasing voltage,CELIV）,暗注入空间电荷限制电流（dark injection space charge limited current, DI SCLC）,场效应晶体管方法（field-effect transistor,FET）,时间分辨微波传导技术（time-resolved microwave conductivity technique,TRMC）,电压调制毫米波谱（voltage-modulated millimeter-wave spectroscopy,VMS）光诱导瞬态斯塔克谱方法（photoinduced transient Stark spectroscopy）,阻抗（导纳）谱法（impedance（admittance）spectroscopy）。说明了各种实验方法的应用范围、使用条件和优缺点。     

呋喃衍生物:一类新兴的有机半导体材料

π-共轭分子广泛用于有机场效应晶体管、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机发光二极管等领域中.在π-共轭分子中引入呋喃环可以显著的改变分子的光学、电化学、电荷传输等性质.π-共轭呋喃衍生物由于具有载流子迁移率高、荧光量子效率高以及溶解性好等特点,引起了国内外广泛的研究兴趣.实验和理论研究都已证明呋喃衍生物是一类优良的半导体材料,可以用于制得高性能的场效应晶体管、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机发光二极管.作者在简单介绍呋喃衍生物特点的基础上,着重介绍了呋喃衍生物应用于制备有机场效应晶体管、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机发光二极管等领域中的研究进展.     

马兰戈尼效应在有机半导体成膜中的应用

<正>1背景介绍以有机发光二极管、有机太阳能电池和有机场效应晶体管为主的有机半导体薄膜器件,因在便携、可穿戴电子器件领域有巨大的应用前景,而逐渐成为无机半导体器件的一个重要补充。溶液法生长有机半导体薄膜工艺更使有机半导体器件的低成本、可在柔性基底上大面积制备的优点得到体现,因而受到广泛关注。但是,溶液法制备工艺也存在着诸多不足,比如被称为"咖啡环"效应的溶剂自然挥发造成的薄     

有机半导体的异质结(Hetero-junction)问题

有机异质结在有机电子器件中起到十分重要的作用,它不仅对有机器件中载流子的运动起到控制和调节的作用,而且对器件的基本功能特征,诸如光-电转换,电-光转换器件中某些要害步骤(如电子转移,能量转移等)起到重要的作用.本文扼要地从层间能量关系对有关有机异质结进行分类和讨论,并对异质结的界面能量关系中存在的问题及其进展作了介绍.显然,这将对有关器件设计的思路有所帮助.     

物理气相沉积法制备一维有机半导体纳米材料

通过物理气相沉积法在衬底上制备了有机半导体ZnTPP的一维纳米材料,利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和粉末X射线衍射分析(PXRD)等手段对样品的形貌和结构进行了分析;并详细研究了沉积位置和源区温度等物理因素对ZnTPP纳米材料制备的影响.结果表明:ZnTPP纳米结构与原料粉末具有不同的晶体结构,因而展现出不同的光致发光行为.同时ZnTPP纳米棒的形成机制主要是基于VS机理的气态分子自组装.     

氮杂苯并菲类n-型有机半导体材料研究进展

苯并菲盘状液晶是一类新型的有机电子学材料.该类材料多数以空穴传输功能为主,能传输电子的n-型材料较少.氮杂苯并菲是与苯并菲衍生物非常相似的一种杂环化合物,材料结构中引入了氮原子,吸电子能力得到增强,是潜在的n-型有机半导体材料,具有重要的应用价值.本文系统回顾了氮杂苯并菲类盘状液晶材料的研究进展,分类讨论了材料的分子结构,其中包括二、四、六氮杂苯并菲,以及它们的合成方法和物理化学性能,论述了材料在光电子领域的最新使用进展,并在此基础上,对该类液晶材料作为n-型有机半导体在光电子器件领域的应用前景进行了展望.     

有机半导体荧光传感材料及危险化学品检测应用

荧光传感材料作为有机半导体光电功能材料的重要组成之一,以其灵敏度高、选择性强、响应速度快等优势,成为当前化学传感领域的一个研究热点,近年来在反恐、禁毒等领域有着广泛的应用.然而目前,对荧光敏感材料各项性能参数的设计与优化,依然存在着经验性问题,需要基于构效结合思维,从待测物质的分子层次的物性认知出发,更有针对性地设计相应的传感材料.本文基于国内外前沿工作,结合本课题组多年在危险化学品荧光传感方向的经验,以爆炸物、神经毒剂和合成毒品的检测为例,对荧光敏感材料的设计原则和传感的分子级微观作用机制进行了系统论述.     

柔性链在调控有机半导体光电性能中的应用

过去一段时间里, 用于光电器件的可溶液加工有机半导体材料已经取得了巨大的进步. 寻找新的共轭骨架一直是改善器件性能的研究重点. 相比之下, 通常认为只有增溶作用的柔性链的发展一直没有引起足够的重视. 本文希望通过总结近年来有关柔性链在调控有机半导体光电性能方面的研究进展, 探讨柔性链的类型、长度、密度、取向以及节点等对材料光电性能的影响作用及规律, 以期深刻理解柔性链在调控有机半导体光电性能中的作用, 为进一步优化高性能有机半导体材料的分子结构设计提供参考和指导.     

有机半导体材料与器件研究领域的若干科学问题

有机电子学基础理论的研究和有机电子产业的开发是目前国际上备受关注的热点。2000年的诺贝尔化学奖授予了黑格尔、麦克德尔米德、白川英树等人,奖励他们在导电聚合物和有机电子学方面的重大贡献。2000年,美国的Sciense杂志将有机电子学取得的进展列为当年10大科技成果之一。有     

有机半导体薄膜空间电荷分布对晶体管性能影响的研究进展

有机场效应晶体管(OFETs)是下一代柔性电子产业的基础元件,具有可弯曲、透明、低成本、可溶液加工等优良特性,并逐渐开始应用于生物传感器、柔性显示等领域。 然而,OFETs仍存在如工作电流小、跨导小、开关比低、空气稳定性差等问题,限制了其进一步的发展。 OFETs器件的性能主要受到导电沟道中电荷和电流分布的影响,若能通过外加手段,调控沟道中的电荷和电流分布,可能获得具有更高性能或新机理的器件。 本文结合课题组内的工作,对国内外该领域的最新进展进行综述和展望。     

有机半导体Terazulene单晶双极电荷传输性质的理论研究

利用密度泛函方法计算Terazulene单晶的重组能和分子间电子耦合,结合Marcus电荷转移速率理论以及随机行走技术模拟电荷迁移率,分别研究Terazulene单晶中电子与空穴的角分辨各向异性迁移率及平均迁移率.结果表明,Terazulene单晶具有均衡的电子与空穴传输性质,并分析了具体原因.由于p型有机半导体Naphthodithiophene(NDT)的分子共轭长度与Terazulene接近,通过比较Terazulene单晶和NDT单晶中电荷传输的差异,从理论上理解分子结构对有机半导体材料电荷传输性能的影响.     

酰胺与酰亚胺类n型有机半导体材料的研究进展

有机半导体材料具有来源丰富、化学结构可裁剪、柔韧性较高、器件制备温度低和塑料衬底兼容性好等优点, 极大地拓展了电子器件的功能与应用. 然而, 电子传输型(n型)有机半导体在分子多样性、载流子迁移率和空气稳定性方面远远落后于空穴传输型(p型)半导体, 从而阻碍了双极晶体管、p-n结和有机互补电路的发展. 酰胺或酰亚胺功能化能显著提高有机材料的电子亲和势, 是构建高性能n型有机半导体的重要策略. 本综述总结了近年来萘二酰亚胺类、苝二酰亚胺类、吡咯并吡咯二酮类、异靛蓝类和其他酰胺/酰亚胺类小分子和聚合物n型有机半导体材料的研究进展, 从分子设计角度出发, 深入讨论了分子结构如何改变分子前线轨道能级、分子间相互作用力、聚集态结构、器件稳定性和电学性能, 最后对其未来的发展方向和面临的挑战进行了展望.     

有机半导体图案化成膜中的马兰戈尼与咖啡环效应协同作用

有机场效应晶体管在柔性传感和显示驱动应用中展示出极大的潜力,但在大面积制备高性能有机薄膜及有机场效应晶体管方面仍面临大的挑战。本文介绍了一种利用等离子处理和马兰戈尼-咖啡环效应协同作用来图案化生长有机半导体薄膜的方法。经过对等离子体处理时间、混合溶剂的比例及溶液浓度等生长条件优化,在5 cm×5 cm的基片上得到了覆盖性较为完整的2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩(C8-BTBT)薄膜阵列。基于此薄膜构筑了底栅顶接触晶体管阵列,器件的平均迁移率达到7.9 cm~2·V~(-1)·s~(-1),阈值电压均小于-2 V,开关电流比大于10~4。本工作对未来大面积制备高性能有机半导体薄膜及晶体管具有一定的借鉴意义。     

路易斯碱负离子掺杂有机半导体:原理、应用和展望

掺杂是改善有机半导体载流子浓度和电荷输运能力的有效方法.路易斯碱负离子电子转移掺杂有机半导体,逐渐发展成为了一种温和、可控和可溶液加工的n型掺杂方法,并在有机光电器件中展现出较好的应用.本综述旨在探讨路易斯碱负离子和n型半导体之间的电子转移机制及其影响因素,总结基于该策略开发的界面材料和活性层掺杂等方面的应用,并展望其未来的发展方向.