有機半導體概念和屬性

有機半導體是具有半導體特性的有機材料。它們是有機化合物，導熱率和電導率范圍為10-10至100S。Cm-1，在導電金屬和絕緣體之間。它主要是一類含有TT共軛結(jié)構(gòu)的小有機分子和聚合物，有機半導體可分為三種類型：有機物，聚合物和供體-受體復合物。本文詳細介紹了有機半導體，包括其優(yōu)缺點，導電機理。

有機半導體優(yōu)缺點

優(yōu)勢

1.軟，大面積（軟屏）

2.制備簡單（無高真空、高溫）

3. 光電（導電、透明、發(fā)光）

4. 分子器件

5.分子結(jié)構(gòu)的多樣性和可變性（材料設(shè)計）

弊

A.設(shè)備壽命和穩(wěn)定性等有待研究和提高

B.應用領(lǐng)域有待進一步拓展

有機半導體的導電機理

P型混合動力車：［CH］n + 3x/2 I2至［CH］nx+ + xI3-

N 型雜交種： ［CH］n + xNa， ［CH］nx- + xI3-

實驗表明，在有機聚合物中，摻雜導致電導率迅速上升，同時，磁化率在相當?shù)姆秶鷥?nèi)幾乎為0。這表明導致電導率上升的載流子不是一般導體或半導體中的電子和空穴。

如果有序，大分子 - 》無定形結(jié)構(gòu) - 》低載流子遷移率5。研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

無定形結(jié)構(gòu)的有序程度不同，導致分子的能級不同，會形成類似于晶體材料能帶結(jié)構(gòu)的不同能級。通常，具有一定能隙的有機半導體材料的LUMO能級通常與傳統(tǒng)半導體的導帶底層相對，而HOMO能級與傳統(tǒng)半導體的價帶頂層相反。

因為有機半導體材料的能隙可以穩(wěn)定，即LUMO和HOMO之間的能量差通常很大，電子親和力低。大多數(shù)有機半導體材料是p型，即大多數(shù)材料只能傳輸正電荷。這種正電荷代表失去電子（通常是HOMO水平的電子）的有機分子的氧化態(tài)。

4.1 孔型（P型）有機半導體

（HOMO能級較低，電子電離勢較大，有利于接收注入腔）。

結(jié)構(gòu)特點

1.該分子具有較大的PI共軛物和具有電荷轉(zhuǎn)移任務(wù)的p-PI共軛軌道。

2.分子中含有N個可以提供P電子的原子，通常是芳香胺，芳環(huán)含有電子基團。

3.分子量小于1000的小分子晶體具有一定的玻璃化溫度和澄清熔點。

類型

包括腙、三苯胺、丁二烯苯乙烯基三苯胺等。

4.2 電子（N型）有機半導體

（LUMO較高的能級，較小的電子親和電位，有利于接收注入的電子。

結(jié)構(gòu)特點

芳環(huán)有電子吸收基團，如氧原子、硝基、酰胺、金屬離子等。

類型

芳香族化合物