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电气增强工程师加速半导体中的电子

发布时间:2019-02-24 11:01:06 来源:

东京农业大学(TUAT)生物应用与系统工程研究生院的研究人员加速了有机半导体薄膜中电子的运动两到三个数量级。据科学家称,更快的电子设备可以改善全球太阳能和晶体管的使用。

他们在9月出版的“ 高分子化学与物理”杂志上发表了他们的研究结果。

该团队由日本TUAT生物应用与系统工程研究生院教授Kenji Ogino领导,发现在北美添加聚苯乙烯(通常称为聚苯乙烯泡沫塑料)可以通过允许电子从平面移动到半导体来增强半导体聚合物。飞机很快。这个过程称为空穴迁移率,是电子如何通过由多层组成的电场。当一个分子缺少一个电子时,来自不同平面的电子可以跳跃或下降并取而代之。

通过各种成像技术,可以很容易地跟踪基于晶体的结构中的电子轨迹。然而,在许多半导体聚合物中,结晶骨架的清晰的限定线与更难以界定的区域交织在一起。它实际上被称为非晶域。

“[电子]在晶畴和非晶畴中传输。为了提高总电子迁移率,有必要控制非晶畴的性质,”Ogino说。“我们发现,通过引入聚苯乙烯嵌段伴随着刚性无定形区域比例的增加,空穴迁移率得到了极大的改善。”

研究人员认为,结晶域内部连接的方式最有效地通过刚性无定形域发生。聚苯乙烯的加入引入了更多的无定形区域,但是由碳和氢原子的柔性链包含。即使链条是柔性的,它也为无定形区域提供了刚性和一定程度的控制。

电子比正常速度快两到三倍。

“在半结晶聚合物中引入柔性链是通过改变无定形区域的特性来改善聚合物薄膜的各种功能的有前景的策略之一,”Ogino说。“我们提出刚性无定形区域在空穴传输过程中起着重要作用。”

Ogino表示,增强空穴迁移率是开发更高效太阳能设备的关键因素。接下来,Ogino和研究人员计划研究增强的空穴迁移率如何影响其他参数,例如聚合物薄膜内的结构的化学成分和位置。

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