Химические добавки в органических полупроводниках работают лишь до определенного предела. Новый подход продлевает процесс и увеличивает число подвижных зарядов в 100 раз. 

Органические полупроводники делают на основе углерода. Они проводят ток и используются в гибких, легких и недорогих электронных устройствах. Источник: Unsplash

Ученые из Канады нашли способ повысить эффективность органических полупроводников. Исследование опубликовано в журнале Nature Materials.

Органические полупроводники — это материалы на основе углерода, которые проводят ток и подходят для гибких, легких и недорогих электронных устройств. Однако их производительность пока ограничена. Для проводимости в материал добавляют подвижные заряды — этот процесс называют легированием. Обычные химические добавки со временем перестают работать, поэтому количество зарядов упирается в предел.

Новый метод позволяет обойти этот предел: добавка разлагается после того, как отдаст свой электрон материалу, поэтому процесс не останавливается. 

Соединение на основе бора распадается после того, как заберет электрон у материала. Источник: YouTube

В ходе работы исследователи сочетали компьютерные модели и лабораторные опыты. Они использовали органический полупроводник и специальное химическое соединение на основе бора. За ходом реакций следили с помощью нескольких методов, включая ядерный магнитный резонанс и спектроскопию.

Оказалось, что это соединение на основе бора распадается после того, как заберет электрон у материала. Частицы, которые при этом образуются, уходят, и материал может отдать новые электроны. Такой подход создает до 100 раз больше подвижных зарядов, чем обычное легирование. Проводимость полупроводника при этом выше, чем с другими добавками.

По мнению авторов, метод открывает новую стратегию улучшения органических полупроводников. Он может помочь создавать более эффективные материалы для гибкой электроники, оптоэлектроники и термоэлектрических устройств.