素结合作为一种工具来控制有机半导体中的形态和电荷传输
Tero-Petri Ruoko1, Marc-Antoine Stoeckel2,3,4, Rakesh Puttreddy1
1Chemistry and Advanced Materials, Faculty of Engineering and Natural Sciences, Tampere University, Tampere, FI-33720, Finland.
强素结合 (XB) 通过增强分子包装和电荷传输,显著提高有机半导体性能. 这种超分子方法为有机电子学开辟了新的潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 超分子化学 超分子化学
背景情况:
- 有机半导体 (OSC) 的固态结构和形态学极大地影响设备性能,特别是电荷载体的移动性.
- 改进的分子包装和订购对于提高OSC设备效率至关重要.
- 素结合 (XB) 是超分子晶体工程中的一个强大的工具,但在有机电子学中还没有得到充分的研究.
研究的目的:
- 调查强烈和定向素结合 (XB) 的潜力,以增强二胺 (NDI) 衍生物的形态学和光电子特性.
- 探索不同XB捐赠者及其替代模式如何影响分子包装和设备性能.
- 为了证明XB对OSC充电载体移动性的重大影响.
主要方法:
- 合成一种胺替代的纳夫他林二胺 (NDI) 衍生物.
- 与不同强度和几何图案的各种素结合 (XB) 捐赠者共同结晶NDI衍生物.
- 使用诸如X射线衍射等技术对固态结构和形态的表征.
- 有机场效应晶体管 (OFET) 的制造和电气表征,以测量场效应的移动性和ION-IOFF比率.
主要成果:
- 强烈和定向的XB相互作用显著增强了NDI衍生物的分子包装和排序.
- 与XB捐赠者共同结晶导致与非结合参考相比,场效应移动性有两个数量级的改善.
- 观察到ION-IOFF比率大幅增加,表明晶体管性能有所改善.
- 发现XB捐赠者的几何替换模式对晶体域形成和整体设备性能有很大影响.
结论:
- 素结合是一种高效的策略,可以改善有机半导体的固态形态学和光电子特性.
- 在有机电子设备中,XB相互作用可以显著提高电荷载体的移动性和开/关比.
- 定制XB供体几何形状为精确控制分子包装和优化OSC性能提供了一个有前途的途径.
更多相关视频
08:29Morphology Control for Fully Printable Organic–Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer
Published on: January 10, 2017
06:16Monitoring the Effects of Illumination on the Structure of Conjugated Polymer Gels Using Neutron Scattering
Published on: December 21, 2017
相关概念视频
Halogenation of Alkenes
Consider the bromination of cyclopentene. Molecular bromine is polarized in the proximity of the π electrons of cyclopentene. An electrophilic bromine atom adds across the double bond, forming a cyclic bromonium ion intermediate.
Hybridization of Atomic Orbitals I
ortho–para-Directing Deactivators: Halogens
Formation of Halohydrin from Alkenes
Molecular Shape and Polarity
Alkyl Halides
Alkyl halides are halogen-substituted alkanes wherein one or more hydrogen atoms of an alkane is replaced by a halogen atom such as fluorine, chlorine, bromine, or iodine. The carbon atom in an alkyl halide is bonded to the halogen atom, which is sp3-hybridized and exhibits a tetrahedral shape.
Unlike alkyl halides, compounds in which a halogen atom is bonded to an sp2 -hybridized carbon atom of a carbon-carbon double bond (C=C) are called vinyl halides. Whereas aryl...
