化工網(wǎng)訊美國佛蒙特大學(xué)UVM物理學(xué)家和材料學(xué)家馬達(dá)里那福瑞斯領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊日前稱他們研究出一種新方法能在低成本的有機(jī)材料中構(gòu)建電子高速公路增強(qiáng)太陽能電池板和柔性電子產(chǎn)品的導(dǎo)電性這將有助尋找替代傳統(tǒng)以硅為基礎(chǔ)的電子元器件材料

研究人員發(fā)表在近日出版的《自然通訊》雜志上的論文稱鑒于讓電子在有機(jī)材料中快速流動這樣的基礎(chǔ)科學(xué)問題仍未得到根本性解決他們利用新方法在被稱為酞菁的低成本藍(lán)色染料中建造一條電子高速公路進(jìn)而使電子在有機(jī)半導(dǎo)體中流動的速度更快距離更遠(yuǎn)

目前很多柔性電子設(shè)備會依賴于有機(jī)材料的超薄涂層來獲取陽光并利用名為激子的激發(fā)態(tài)材料將之轉(zhuǎn)化為電流一般來講激子是一種流離失所的電子它們與留在后面的孔洞綁定在一起這些激子可以在分解產(chǎn)生電流之前增加擴(kuò)散距離這對于增強(qiáng)有機(jī)半導(dǎo)體的導(dǎo)電效率至關(guān)重要

福瑞斯團(tuán)隊使用一種新型的成像技術(shù)在酞菁薄膜的晶體邊界中觀察到納米尺度上的缺陷正是這些缺陷成為電子高速公路的障礙福瑞斯說我們發(fā)現(xiàn)有很多‘山丘’和‘坑洞’需要電子去翻越或躲避

為了找到這些缺陷UVM團(tuán)隊獲得美國國家科學(xué)基金會的支持后創(chuàng)建了一種桌子大小的激光掃描望遠(yuǎn)鏡它能探測酞菁晶體的分子結(jié)構(gòu)允許科學(xué)家深入了解分子排布和邊界對激子運動的影響

研究團(tuán)隊認(rèn)為正是這些晶體邊界造成了激子擴(kuò)散的屏障這種能量障礙完全能被消除關(guān)鍵是要非常謹(jǐn)慎地用一種空心毛細(xì)管并以類似毛筆書寫那樣的技術(shù)來控制超薄涂層才能讓激子快速而有效通過障礙

雖然發(fā)表的成果只關(guān)注了有機(jī)材料酞菁但新研究提供了探索增強(qiáng)其他有機(jī)材料導(dǎo)電性的強(qiáng)有力的新方法