东京科学大学
具有最小化结构错配和自发电子转移的有机分子界面可以为高效率的光电子学打开大门
学分:东京科学大学 半导体电子器件可以由无机晶体或有机晶体制成，无机晶体由原子和离子的强结合形成，有机晶体表现出由范德华力(中性原子或不共享化学键的分子之间的弱吸引力)结合在一起的较弱键
这些弱键使得有机半导体在柔性光电子应用中变得可行，例如可穿戴电子器件和柔性太阳能电池
然而，这一特性也给它们带来了一个缺点:有机半导体通常表现出较差的电荷载流子迁移率，因此不能很好地导电
众所周知，与非晶态半导体相比，单晶半导体导电性能更好
此外，由有机分子组成的晶体可以生长成具有几乎没有结构失配的界面，即使它们的结构非常不同
有办法利用这些特性来改善有机半导体中的电荷传输吗？ 这是日本东京科学大学的研究人员决定介入的地方
在由中山泰夫副教授领导的一项新研究中，研究人员试图通过最小化生长的晶体层和衬底之间的晶体结构失配来提高电荷传输效率
“我想确认，如果我们将结构相似的材料结合起来，即使使用无机材料，我们也能创造出一个晶体界面，那么界面处的晶体质量是否会更好，”博士说
中山，谈到他个人的研究动机
这篇论文发表在《物理化学快报》杂志上
该团队使用一种称为“准同质外延生长”的技术设计了一种高质量的晶体界面，在红荧烯的单晶表面生长双(三氟甲基)二甲基红荧烯
他们使用表面X射线衍射测量来表征界面，并证明其高结晶度源于最小化的结构失配
这消除了移动性问题
此外，他们利用紫外光电子能谱探测了它的电子结构，这揭示了界面上电子能级的突变
这使得电子可以通过界面自发转移，验证了他们的策略
有了这些结果，团队现在对他们的发现可能带来的潜在应用感到兴奋
“我们的工作可能会为实现高迁移率有机半导体光电子学开辟一条未经测试的途径
此外，由于有机半导体可以制成薄而轻的晶体，因此有可能在透明薄膜和织物上印刷半导体器件，以供携带和佩戴
中山
“此外，这还可能导致高效的柔性太阳能电池，其性能优于现有技术
"
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