應變可提升有機半導體效能
- 上線日期：2012/3/19 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國研究人員發展出一種增進有機半導體效能的新方法，藉由在材料晶體晶格中引入應變(strain)，便可大幅增加該半導體材料的載子遷移率(mobility)，進而幫助製造更快速的電子元件。
有機半導體可應用於發光二極體、太陽電池、雷射以及電晶體等，其優點在於成本低廉且可製作於可撓式基板上，然而美中不足的是，有機半導體材料的載子遷移率通常遠低於無機半導體材料。過去科學家已知將應變引進無機半導體(如矽或鍺)的晶體晶格內，能提高載子遷移率，最近史丹佛大學的Zhenan Bao等人證實此舉對有機半導體亦具相同效果。
研究人員先將含有機半導體TIPS-pentacene的溶液置於兩平板間，加熱下層平板並滑動上層會使溶液暴露於空氣中，因而導致溶劑快速蒸發。此法能有效將應變引入半導體晶格內，並提高材料載子遷移率，這是因為成份分子內的電子軌域形成較大重疊所致。他們成功地將TIPS-pentacene 內的π- π堆疊(π- π stacking)的距離由3.33 Å縮減至3.08 Å，這也是目前有機半導體所能達到的最小值。結果在受應變影響的有機半導體電晶體內，電洞的遷移率由未引入應變前的0.8 cm2V-1s-1提升至4.6 cm2V-1s-1。
團隊成員Gino Giri表示，有機半導體的電荷遷移率與分子間距離呈現指數相關，使分子緊密排列是提高遷移率的一重要方法，而?雜及引進應變也都能達到同樣的目的。該團隊目前計畫深入瞭解應變如何在此有機半導體內形成，探討此法能否應用於其他有機半導體，並試圖控制材料內形成的應變大小。詳見Nature｜DOI:10.1038/nature10683。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/48359
譯者:陳香如(穩懋半導體)
責任編輯:劉家銘
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