Desorden estructural y dinámico, atrapamiento no iónico, controla el transporte de cargas en polímeros conductores...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física de la materia condensada
• Productos electrónicos orgánicos

Sus antecedentes:

• Los semiconductores orgánicos dopados son cruciales para dispositivos avanzados como la termoeléctrica y la computación neuromórfica.
• El entendimiento actual atribuye la baja conductividad principalmente a la captura de carga por los counteriones dopantes.

Objetivo del estudio:

• Investigar los principales factores que limitan la conductividad eléctrica en los semiconductores orgánicos dopados.
• Desafiar la suposición prevaleciente de que los potenciales de Coulomb de los counteriones dopantes son la causa principal de la baja conductividad.

Principales métodos:

• Utilizó una nueva técnica de dopaje de intercambio iónico para crear películas de semiconductores orgánicos altamente dopadas.
• Densidad de portador caracterizada, conductividad eléctrica y trastorno paracristalino en varias combinaciones de iones de polímero.
• Desarrolló y aplicó un modelo teórico basado en la teoría de la localización transitoria, validado por cálculos atómicos.

Principales resultados:

• La conductividad eléctrica mostró una fuerte correlación con el trastorno paracristalino.
• La conductividad exhibió una correlación pobre con el tamaño y la forma de los counteriones dopantes.
• Los cálculos teóricos se alinearon excelentemente con los hallazgos experimentales.

Conclusiones:

• Las trampas de Coulomb de los contadores de dopaje no limitan significativamente el transporte de cargas en estos materiales.
• El trastorno paracristalino es el factor dominante que rige la conductividad eléctrica en semiconductores orgánicos altamente dopados.
• Los hallazgos sugieren nuevas vías para mejorar la conductividad mediante la gestión del desorden del material.