n型有機半導體材料研究進展

2021-01-21 Wiley威立

      有機半導體是各類光電設備中非常重要的一種材料。然而n型有機半導體(電子傳輸)的開發遠遠落後與p型(孔穴傳輸)有機半導體。近日,來自中國科學院長春應用化學研究所的研究團隊開發了一種方式,利用硼氮配位鍵(B←N)設計n型有機半導體。研究者們合成了一種新的n型並苯,具有最低未佔有分子軌道能量級和n型特性。這篇文章發表在近期出版的《德國應用化學》上。

n-Type Azaacenes Containing B←N Units
Yang Min,Chuandong Dou,* Hongkun Tian, Yanhou Geng, Jun Liu,* and Lixiang Wang
Abstract

We disclose a novel strategy to design n-type acenes through the introduction of boron–nitrogen coordination bonds (B←N). We synthesized two azaacenes composed of two B←N units and six/eight linearly annelated rings. The B←N unit significantly perturbed the electronic structures of the azaacenes: Unique LUMOs delocalized over the entire acene skeletons and decreased aromaticity of the B←N-adjacent rings. Most importantly, these B←N-containing azaacenes exhibited low-lying LUMO energy levels and high electron affinities, thus leading to n-type character. The solution-processed organic field-effect transistor based on one such azaacene exhibited unipolar n-type characteristics with an electron mobility of 0.21 cm2 V−1 s−1.


點擊「閱讀原文」查看全文

相關焦點

  • 上海有機所n型有機半導體材料研究取得重要進展
    近年來,有機薄膜場效應電晶體(OTFT)因其在輕薄、可彎折、個性時尚的有機電子產品方面有廣闊的應用前景,成為有機電子學中的研究熱點。p型和n型有機半導體材料對於OTFT的發展同等重要,因為由p型和n型OTFT共同構築的有機互補電路具有功耗低、操作速度快、噪音容限大等優點,可廣泛用於各種有機數字電路,是實現有機電子器件應用的基礎。
  • 南科大郭旭崗團隊n型有機和高分子半導體材料研究取得系列成果
    近期,我校材料科學與工程系(簡稱「材料系」)教授郭旭崗課題組在n型(電子傳輸型)有機和高分子半導體材料方面取得重要研究進展,先後在材料和化學領域高水平期刊連續發表5篇論文,包括《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society) 2篇,《德國應用化學》(Angewandte Chemie),《先進材料》(Advanced Materials),《
  • 南科大郭旭崗團隊n型有機和高分子半導體材料研究連發5篇頂刊
    近期,南方科技大學材料科學與工程系(簡稱「材料系」)教授郭旭崗課題組在n型(電子傳輸型)有機和高分子半導體材料方面取得重要研究進展,先後在材料和化學領域高水平期刊連續發表5篇論文,包括《美國化學會志》(Journal
  • 穩健的高性能n型有機半導體
    穩健的高性能n型有機半導體Robust, High-performance N-type Organic Semiconductors
  • Chem綜述:高性能n型聚合物半導體: 應用、最新進展和挑戰
    n型有機半導體是幾種有機光電子器件所必需的,因為p-n結、互補的金屬氧化物半導體電路和電子傳輸中間層在這些器件中無處不在。
  • :有機半導體n-型摻雜的光活化突破熱力學極限
    在過去的十年中已經開發出了多種穩定的分子p-型摻雜劑並且已經成功地部署在器件中,分子n-摻雜劑的研究也很活躍。然而,由於某些原因,適用於低電子親和力(EA)材料的空氣穩定的分子n-型摻雜劑仍然是研究的難點。n-型摻雜涉及到通過還原劑向半導體材料的電子傳輸軌道提供電子。
  • 具有螢光的非經典噻吩醯亞胺類n-型半導體材料
    n-型半導體材料,該化合物表現出了較為優異的n-型半導體性能,並顯示出了較強的螢光。與p-型有機場效應電晶體相比,n-型場效應電晶體在遷移率和空氣穩定性方面都有著較大的差距,並且目前具有高遷移率的有機發光材料也大都是p-型半導體,關於n-型的有機半導體發光材料報導還比較少。在n-型有機半導體中,由於載流子為電子,在傳輸過程中會與空氣中的水、氧氣反應,極大程度上制約了n-型有機半導體的遷移率和穩定性。p/n型有機半導體的不均衡發展嚴重地限制了有機場效應電晶體的實際應用。
  • 化學與分子工程學院裴堅-王婕妤課題組在N型有機半導體研究中取得...
    同時,場效應電晶體也為研究有機光電材料的構效關係以及有機光電材料內部電荷傳輸機制提供了一個很好的器件平臺,這些科學問題的研究對於其他光電器件,如有機電致發光二極體和太陽能電池也具有重要的意義。然而在空氣下電子遷移率超過1 cm2 V−1 s−1的有機材料卻極少報導,嚴重阻礙了n-型材料的進一步應用。因此,開發新型的缺電子骨架以實現空氣穩定的電子傳輸性能是有機場效應電晶體材料的研究難點。
  • 《Science》子刊:日本開發出史上性能最強大的n-型有機半導體!
    有機半導體(OSCs)是製造下一代有機電子器件的重要活性材料。然而,在電荷載流子遷移率和環境穩定性方面,n-型OSCs的發展落後於p-型OSCs。這是由於缺乏滿足要求的分子設計。近日,日本東京大學和國立高級工業科學技術研究所的Toshihiro Okamoto等研究者基於具有挑戰性的分子特性,包括一個π-電子的核心包含電負性N原子和取代基,介紹了n-型OSCs的設計與合成。
  • 醯亞胺基N-型高分子半導體研究進展| 南方科技大學郭旭崗教授特約專論
    專論系統評述了醯亞胺基N-型高分子半導體的最新研究進展。對N-型醯亞胺高分子在高性能全聚合物太陽能電池及有機場效應電晶體方面的前景和重點發展方向進行了展望。由於有機材料易於氧化不易於還原的特性,絕大多數高分子半導體呈現P-型性能,在有機場效益電晶體以及有機太陽能電池器件中,P-型高分子半導體都顯示出了化學結構的多樣性和優異的器件性能。
  • 國科大材料學院在三線態有機太陽能電池研究領域取得進展
    從單線態到三線態的系間穿越是光物理的重要基本過程,同時,具有大量三線態的有機半導體材料在光伏、室溫磷光和光動力學領域都具有廣泛的應用前景。因此,設計併合成三線態有機半導體材料是材料領域的前沿熱點,吸引了科學家的廣泛關注。
  • 裴堅團隊在高性能n型分子摻雜劑/導電高分子研究取得系列進展
    n型摻雜是一種調節有機半導體界面和體相中電子載流子濃度以增強半導體器件性能的關鍵手段。相比眾多成熟的p摻雜方法,有機半導體的n型摻雜非常具有挑戰性。n摻雜劑作為還原性物質,其穩定性和摻雜能力往往很難兼顧。n摻雜劑完成摻雜之後形成的正離子往往與有機半導體的混溶性較差,使得難以獲得均一、穩定的n摻雜。因此,高效、均一、穩定的n摻雜方法一直是該領域的研究難點。
  • 清華材料學院陳娜等在室溫磁性半導體及器件研究中取得重要進展
    清華材料學院陳娜等在室溫磁性半導體及器件研究中取得重要進展清華新聞網12月14日電 近日,材料學院材料加工研究所非晶合金研究組陳娜副研究員和合作者通過誘導磁性金屬玻璃發生金屬-半導體轉變的方式,開發出居裡溫度高於600 K的p型磁性半導體,並基於此磁性半導體實現了室溫p-n結和電控磁器件的製備(圖1b和c)。
  • 化學所在新型pi-分子材料的設計及應用研究中取得系列進展
    化學所在新型pi-分子材料的設計及應用研究中取得系列進展 2016-12-27 化學研究所 【字體:大 中 小】
  • Angew: N-雜環卡賓實現的有機半導體的熱激活n摻雜
    分子摻雜在改變有機半導體的載流子密度中起著重要作用,從而增強了它們的光電性能
  • 有機半導體導電性會受到水的影響!
    背景有機材料例如聚合物可以作為半導體。這項發現贏得了2000年諾貝爾化學獎。從那時起,有機電子領域的研究真正爆發,尤其是在林雪平大學。林雪平大學是這一領域中世界領先研究成果的聚集地。林雪平大學有機電子實驗室設計的熱電有機電晶體(圖片來源:Thor Balkhed)林雪平大學開發的基於n型有機電化學電晶體的互補邏輯電路(圖片來源:Thor Balkhed)林雪平大學有機電子實驗室開發的基於纖維素的傳感器。
  • 【材料】平面PN異質結型有機發光二極體
    然而,與現在主流的基於無機半導體技術的顯示與照明產品相比,有機半導體發光技術衍生產品的市場佔有率仍然很少。為此,研究人員仍然持續致力於開發同時兼備低成本、高電光轉換效率以及優良視覺優勢的有機發光二極體技術。為降低製作成本,通常要求製備原料中不含有稀有或者貴金屬,為此基於全有機材料的螢光有機發光二極體技術近些年受到青睞。
  • 合肥研究院在有機半導體自旋傳輸研究中取得進展
    近期,中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心研究人員在聚合物半導體的自旋流探測及其薄膜結構-自旋傳輸性能關係研究中取得新進展,相關研究成果在美國化學會(ACS)旗下期刊《ACS應用材料和界面》(ACS Applied Materials & Interfaces)上在線發表。
  • 兼具高空氣穩定性和強摻雜能力的N-雜環卡賓基熱活化n型摻雜劑
    本文來自微信公眾號:X-MOLNews裴堅-王婕妤課題組:兼具高空氣穩定性和強摻雜能力的N-雜環卡賓基熱活化n型摻雜劑n型摻雜,是通過向有機半導體材料中加入少量具有還原活性的物質(即n型摻雜劑),從而在有機半導體中引入額外的電子
  • :超窄帶隙的n型高分子半導體構築高效全聚合物太陽能電池
    近日,南方科技大學材料科學與工程系郭旭崗教授課題組在Advanced Materials上發表利用氰基來構建具有超窄帶隙n型高分子受體材料及其在全聚合物太陽能電池的最新研究進展。受益於在近紅外區域吸收上的突破,基於非富勒烯小分子受體材料的有機太陽能電池取得了超過16%的能量轉換效率。