Ученые из МГУ заложили основу органической электроники
Москва, 06:36, 15 Июл 2016, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Команда исследователей МГУ в сотрудничестве с немецкими коллегами из Института Лейбница в Дрездене обнаружила молекулу, которая, по их мнению, может дать толчок развитию органической электроники.
Производные [3]-radialene, молекулы, известные науке на протяжении почти 30 лет, могут быть использованы для создания органических полупроводников. Это достижение внесет значительный вклад в развитие органической электроники и, в частности, в изготовление органических светоизлучающих диодов и новых классов органических солнечных батарей.
Органическая или «пластиковая» электроника – сравнительно молодое научное направление, которое появилось около 15-20 лет назад. Его целью является разработка электронных устройств на основе органических материалов. Этот тип устройств пока уступает стандартной кремниевой электронике в плане производительности и прочности. Но он также имеет преимущества: легкость, тонкость, гибкость, прозрачность, а главное – стоит значительно дешевле, чем кремний.
Основные области применения органической электроники включают в себя солнечные батареи, которые будут значительно дешевле кремниевых модулей. Кроме того, она может быть использована для создания органических светоизлучающих устройств и полевых транзисторов.
Проблемой является так называемая присадка, которая значительно повышает электропроводность полупроводящего полимера. Легирующие примеси на неорганических полупроводниках давно и широко используются, однако для органических проводников это гораздо менее изучено. В настоящее время наиболее часто используются фторсодержащие примеси. В сочетании с различными органическими полупроводниками они способны резко увеличить их электропроводность, но для этого подходят не все полимеры, которые используются сегодня в «пластиковой» электронике.
Российские и немецкие ученые попытались выбрать молекулу, которая не только подходит по своей энергетике, но и, главное, хорошо смешивается с полимером.
Такой молекулой показалась производная [3]-radialene. Это небольшие плоские молекулы, в которых атомы углерода соединяются и образуют треугольную структуру. Среди других потенциально интересных соединений, у [3]-radialene наиболее энергетически подходящий уровень самой низкой незанятой молекулярной орбитали. Это означает, что с его помощью электроны легко извлекаются из полупроводниковой полимерной матрицы, став свободными зарядами и тем самым увеличивая проводимость легированного материала. [3]-radialene таким образом становится сильнейшей примесью для органического полупроводника из всех известных.
Данное вещество хорошо смешивается с полупроводниковым полимером и позволяет увеличить электропроводность полимера в несколько десятков и даже сотен раз.
Открытие может проложить путь для создания новых органических солнечных батарей с улучшенными характеристиками. Ученые также думают о производстве органических полевых транзисторов, которые дадут существенный толчок к развитию органических электронных устройств.
