Открыт новый механизм легирования органических полупроводников
Москва, 10:37, 17 Сен 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Исследователи из Калифорнийского университета Санта-Барбары объяснили ранее открытое явление повышения эффективности органических полупроводников (ОПП) за счет легирования кислотами Льюиса.
Открытие было сделано лабораторией Тцук-Къуен Нгуен (Thuc-Quyen Nguyen) в 2014-м, сообщает eurekalert.org. Ученые обнаружили, что легирование кислотами Люьиса повышает проводимость некоторых полупроводниковых полимеров. Но, до недавнего времени, они не понимали, как это происходит. В новом исследовании Нгуен с коллегами открыла механизм, позволяющий лучше контролировать полупроводниковые свойства.
Выводы проекта представлены в Nature Materials.
Калифорнийские специалисты объединились с международной командой из университетов Кентукки, Гумбольдта (Берлин) и Донхуа (Шанхай).
«Механизм легирования кислотами Льюиса уникальный и сложный. Он требует командных усилий», — сказала Нгуен.
Ученые выясняли, почему добавление этих химикатов повышает проводимость органических материалов.
«Считалось, что все дело в кислотах Льюиса, — сказал ведущий автор, Бретт Юраш, сотрудник лаборатории Нгуен. – Но оказалось, что они не работают без воды».
Жидкость служит связующим звеном. Кислота забирает атом водорода из воды, передавая его ОПП. Дополнительный положительный заряд делает молекулу проводника нестабильной, так что из соседней передается электрон для уравновешивания. Остается положительная «дыра», способствующая проводимости.
«Причастность воды оказалась неожиданной», — сказал Юраш.
Большинство реакций проводилось в контролируемых средах. Команда Калифорнийского университета использовали сухие условия в азотной атмосфере. Но влага попала в камеру с материалами. Для легирования оказалось достаточно небольшого количества воды.
Понимание механизма позволит ученым усовершенствовать присадки. Авторы надеются, что проект поможет развить рынок органических полупроводников.
