Półprzewodniki organiczne to materiały mające wiele zalet w tym niską cenę, wysoką elastyczność, niewielką wagę oraz łatwość przetwarzania. Jednakże jedną z największych wad takich elementów jest ich niska ruchliwość elektronów, skutkującą w niewielkich prądach oraz słabej przewodności.
W ostatnich dniach naukowcy z Narodowego Uniwersytetu Taiwanu ogłosili wyniki swoich badań nad organicznym tranzystorem, w którym ruchliwość elektronów, jest 2 do 3 rzędów większa niż znanych dotychczas organicznych półprzewodnikach. Zwiększenie ruchliwości elektronów daje nadzieję na możliwość szerszego zastosowania takich materiałów m.in. w elastycznych wyświetlaczach AMOLED, kolektorach słonecznych, czy organicznych tranzystorach polowych.
Głównym powodem niskiej ruchliwości elektronów w konwencjonalnych przewodnikach organicznych jest rozpraszanie elektronów spowodowane granicami ziaren w sieci krystalograficznej. Naukowcy rozwiązali ten problem projektując organiczny tranzystor półprzewodnikowy złożony tylko z jednego ziarna.
W swoim eksperymencie naukowcy zbudowali tranzystor złożony z pojedynczej organicznej nanocząsteczki PCTDA (di-bezwodnik-perylenu-3,4,9,10-tetra-karboksylowy) wbudowanej w nanopor otoczony elektrodami. Wytworzony element półprzewodnikowy ma ruchliwość elektronów na poziomie 0,08 cm2/Vs w temperaturze pokojowej oraz 0,5cm2/Vs w temperaturze 80K. Jest to wartość, która jest zbliżona do ruchliwości wewnętrznej PTCDA.
Wraz z wysoką wartością ruchliwości elektronów, nowe tranzystory organiczne charakteryzują się najwyższą w tej klasie urządzeń zewnętrzną wydajnością kwantową. Jest to cecha świadcząca o wydajności materiału w zastosowaniu w ogniwie słonecznym. Odnosi się ona do liczby elektronów przepływających co sekundę w zewnętrznym obwodzie ogniwa słonecznego, podzielonej przez liczbę fotonów na sekundę wchodzących do ogniwa
W przyszłości naukowcy planują dalsze badania nad właściwościami pojedynczych nanocząsteczek innych materiałów półprzewodnikowych.
Źródło:
http://phys.org/news/2013-11-semiconductor-transistor-nanoparticle-highest-mobility.html
Cool? Ranking DIY
