有機半導(dǎo)體概念和屬性

有機半導(dǎo)體是具有半導(dǎo)體特性的有機材料。它們是有機化合物，導(dǎo)熱率和電導(dǎo)率范圍為10-10至100S。Cm-1，在導(dǎo)電金屬和絕緣體之間。它主要是一類含有TT共軛結(jié)構(gòu)的小有機分子和聚合物，有機半導(dǎo)體可分為三種類型：有機物，聚合物和供體-受體復(fù)合物。本文詳細(xì)介紹了有機半導(dǎo)體，包括其優(yōu)缺點，導(dǎo)電機理。

有機半導(dǎo)體優(yōu)缺點

優(yōu)勢

1.軟，大面積（軟屏）

2.制備簡單（無高真空、高溫）

3. 光電（導(dǎo)電、透明、發(fā)光）

4. 分子器件

5.分子結(jié)構(gòu)的多樣性和可變性（材料設(shè)計）

弊

A.設(shè)備壽命和穩(wěn)定性等有待研究和提高

B.應(yīng)用領(lǐng)域有待進(jìn)一步拓展

有機半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理

P型混合動力車：［CH］n + 3x/2 I2至［CH］nx+ + xI3-

N 型雜交種： ［CH］n + xNa， ［CH］nx- + xI3-

實驗表明，在有機聚合物中，摻雜導(dǎo)致電導(dǎo)率迅速上升，同時，磁化率在相當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)幾乎為0。這表明導(dǎo)致電導(dǎo)率上升的載流子不是一般導(dǎo)體或半導(dǎo)體中的電子和空穴。

如果有序，大分子 - 》無定形結(jié)構(gòu) - 》低載流子遷移率5。研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

無定形結(jié)構(gòu)的有序程度不同，導(dǎo)致分子的能級不同，會形成類似于晶體材料能帶結(jié)構(gòu)的不同能級。通常，具有一定能隙的有機半導(dǎo)體材料的LUMO能級通常與傳統(tǒng)半導(dǎo)體的導(dǎo)帶底層相對，而HOMO能級與傳統(tǒng)半導(dǎo)體的價帶頂層相反。

因為有機半導(dǎo)體材料的能隙可以穩(wěn)定，即LUMO和HOMO之間的能量差通常很大，電子親和力低。大多數(shù)有機半導(dǎo)體材料是p型，即大多數(shù)材料只能傳輸正電荷。這種正電荷代表失去電子（通常是HOMO水平的電子）的有機分子的氧化態(tài)。

4.1 孔型（P型）有機半導(dǎo)體

（HOMO能級較低，電子電離勢較大，有利于接收注入腔）。

結(jié)構(gòu)特點

1.該分子具有較大的PI共軛物和具有電荷轉(zhuǎn)移任務(wù)的p-PI共軛軌道。

2.分子中含有N個可以提供P電子的原子，通常是芳香胺，芳環(huán)含有電子基團。

3.分子量小于1000的小分子晶體具有一定的玻璃化溫度和澄清熔點。

類型

包括腙、三苯胺、丁二烯苯乙烯基三苯胺等。

4.2 電子（N型）有機半導(dǎo)體

（LUMO較高的能級，較小的電子親和電位，有利于接收注入的電子。

結(jié)構(gòu)特點

芳環(huán)有電子吸收基團，如氧原子、硝基、酰胺、金屬離子等。

類型

芳香族化合物