基于分子的印刷电子材料的探索和开发:采用实验,计算和数据科学的综合方法

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态物理 固态物理
• 有机电子 有机电子

背景情况:

• 开发基于分子的电子材料受到不可预测的晶体结构的阻碍,这些结构会影响电特性和薄膜形成.
• 控制晶体结构是设计高性能有机半导体 (OSC) 和铁电的关键.

研究的目的:

• 系统地开发晶体有机半导体 (OSC) 和有机铁电.
• 为材料发现和优化整合实验,计算和数据科学.
• 为了克服晶体结构控制的挑战,以改善电子和薄膜性能.

主要方法:

• 利用数据科学从晶体结构数据库中识别有希望的材料.
• 运用计算科学来澄清分层晶体的起源和优化结构.
• 开发了新的化层OSC和基于分子的铁电.
• 应用了使用冷电子显微镜和无X射线电子激光 (XFEL) 的先进结构分析.
• 集成解决方案流程,用于自我组织的增长分层的OSCs.

主要成果:

• 发现了独特的基于分子的铁电和特殊的铁电现象.
• 澄清了特定分子设计中高层结晶性的起源.
• 开发了具有高流动性,耐热性和可溶性的OSC.
• 观察到独特的现象,如冷的液晶相和受控的极地/反极地顺序.
• 由于干净的接口,在低电压下的场效应晶体管中实现了清晰,稳定的切换.

结论:

• 数据,计算和实验科学的系统整合使得晶体有机电子材料的合理设计成为可能.
• 开发了具有可调节性质和增强性能的新型OSC和铁电.
• 先进的表征技术促进了对超薄晶体的理解和分析.
• 开发的制造方法产生了具有卓越接口的高性能有机电子设备.