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科技日報北京5月19日電 (記者張佳欣)瑞典林雪平大學的研究人員開發了一種新方法,在空氣作為摻雜劑的幫助下,可讓有機半導體變得更具導電性。發表在最新一期《自然》雜志上的這項研究,是邁向未來生產廉價和可持續有機半導體的重要一步。
林雪平大學副教授西蒙娜·法比亞諾表示,這種方法可以顯著影響有機半導體的摻雜方式。新方法中所有組件都是實惠的、容易獲得的,而且對環境友好,這是未來可持續電子產品的先決條件。
有機半導體可用于數字顯示器、太陽能電池、LED、傳感器、植入物和能量存儲等領域。為了提高導電性和改善半導體性能,人們通常會引入摻雜劑。這些摻雜劑可促進半導體材料內電荷移動,并且可以定制以誘導正電荷(p摻雜)或負電荷(n摻雜)。目前使用的最常見的摻雜劑普遍存在反應性很強(不穩定)、造價昂貴、制造困難等缺點。
現在,研究人員開發出這種可以在室溫下進行摻雜的方法,其中低效摻雜劑(例如氧)是主要摻雜劑,光可以激活摻雜過程,然后促進電子從低效的摻雜劑向有機半導體材料的轉移。
新方法的靈感來源于大自然,因為它與光合作用有許多相似之處。具體而言,首先是將導電塑料浸入特殊的鹽溶液(一種光催化劑)中,然后用光短時間照射它。照明的持續時間決定了材料的摻雜程度。之后,溶液被回收以供將來使用,留下一種p摻雜的導電塑料,其中唯一消耗的物質就是空氣中的氧氣。
研究人員表示,光催化劑起到了“電子穿梭機”的作用,可以在犧牲劑存在的情況下,獲取電子或將電子提供給材料。這在化學中很常見,但此前從未在有機電子中使用過。
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