Группе исследователей из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, работая совместно с их коллегами из Дрездена, Германия, удалось обнаружить, что молекулы вещества, одного из производных соединения [3]-radialene, известного ученым уже более 30 лет, могут обеспечить увеличение эффективности работы органических полупроводниковых устройств. И данное открытие может повлечь за собой не только разработку новых светоизлучающих устройств, солнечных батарей, но и достаточно производительных вычислительных устройств на базе органической электроники.
Органическая или «пластмассовая» электроника является относительно молодой областью науки и техники, которая начала активно развиваться 15-20 лет назад. Целью этой области является разработка электронных устройств из органических полупроводниковых материалов. Конечно, такие устройства имеют меньшее быстродействие, нежели их кремниевые аналоги. Но у них имеется и целый ряд преимуществ — легкость, тонкость, гибкость, прозрачность и, что самое главное — меньшая стоимость. В основном из органических соединений сейчас производят солнечные батареи, которые дешевы и которые можно использовать для покрытия ими больших площадей.
Однако, органические полупроводниковые материалы обладают одной особенностью, они имеют весьма низкую собственную электрическую проводимость. Эта проблема решается за счет материалов-присадок, и новый материал, о котором шла речь в самом начале, как раз и является одним из видов таких присадок. «Область влияния присадок на свойства органических полупроводников сейчас изучена достаточно слабо. А большинство используемых материалов-присадок являются соединениями на базе фтора» — рассказывает Дмитрий Иванов, — «Такие присадки в комбинации с некоторыми органическими полупроводниками способны резко увеличить электрическую проводимость последних. Но такой фокус проходит далеко не со всеми полимерами, используемыми в органической электронике».
В ходе достаточно длительных поисков универсального присадочного материала ученые наткнулись на одну из производных соединения [3]-Radialene, которое имеет небольшие плоские молекулы, содержащие углеродные атомы, из которых сформирована треугольная структура. Эта молекула имеет достаточно низкий энергетический уровень и, благодаря ее наличию, электроны легко извлекаются из состава молекул полимерного полупроводникового материала, что кардинально увеличивает его электрическую проводимость. И, согласно результатом проведенных исследований и экспериментов, [3]-Radialene является самым сильным присадочным материалом для органических полупроводников среди всех известных на сегодняшний день подобных материалов.
[3]-Radialene очень хорошо смешивается практически со всеми видами органических полупроводниковых материалов. Введение до 50 процентов присадки в полупроводниковый материал позволяет увеличить его электрическую проводимость в десятки и сотни раз, при этом лишь незначительно «страдает» показатель прозрачности исходного материала.
«Благодаря открытию нового присадочного материала мы прокладываем путь изготовлению новых типов солнечных батарей» — рассказывает Дмитрий Иванов, — «Также мы начинаем думать о разработке высокоскоростных органических полевых транзисторов, которые станут основой органических электронных устройств и даже процессоров органических компьютеров».
Источник:
