2019-09-10 23:43:01
便携式电子产品的未来具有令人兴奋的特性的新型

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半导体是导体与绝缘体之间导电性的物质。由于它们仅在特定条件下传导电流的独特性质,因此可以控制或修改它们以满足我们的需要。半导体的应用比电子和电子设备(如二极管,晶体管,太阳能电池和集成电路)更广泛或更重要。

半导体可以由有机(碳基)或无机材料制成。最近的研究趋势表明,科学家们正在选择开发更多的有机半导体,因为它们比无机半导体具有明显的优势。现在,由东京理科大学的Makoto Tadokoro教授领导的科学家报告了一种新型有机物质的合成,该物质具有潜在的应用作为n型半导体。该研究发表在有机和生物分子化学杂志上。根据Makoto Tadokoro教授的说法,“与硬质无机半导体器件不同,有机半导体器件非常柔软,可用于制造易于贴合人体的粘性便携式设备。”然而,尽管有机半导体具有优势,但与无机n型半导体相比,很少有已知的稳定分子具有n型半导体的物理特性。

N-杂双庚醌是n型半导体材料的众所周知的潜在候选者。然而,它有一些缺点:它在空气和紫外 - 可见光下不稳定,并且它不溶于有机溶剂。这些缺点阻碍了该物质作为半导体的实际应用。

一组日本科学家 - 博士。 Kyosuke Isoda(香川大学工程与设计系;前东京理科大学),Mitsuru Matsuzaka先生(前东京理科大学),Tomoaki Sugaya博士(千叶技术学院,前东京理科大学)和Tadokoro教授 - 旨在弥合这一差距,并确定了一种新的物质,称为C6OAHCQ,衍生自N-异环庚醌,克服了N-异环庚烯醌的缺点。

为了获得该物质,使N-杂双庚醌进行化学反应的四步过程,包括重复回流,蒸发,重结晶和加热。获得的最终产物是C6OAHCQ,红色固体。 C6OAHCQ具有独特的晶体近平面结构,包括两个四氮杂萘“骨架”和一个苯醌骨架。它具有八个缺电子的亚氨基-N原子和两个羰基部分。

为了确认其电化学性质,使C6OAHCQ经历一系列测试,包括溶液状态的紫外 - 可见吸收光谱,循环伏安法和静电势的理论计算。还将其与四氮杂五蒽醌类似物进行了比较。

这些测试揭示了C6OAHCQ的一些独特性质。 C6OAHCQ中的缺电子亚氨基-N原子和两个羰基部分为其提供了电子接受行为。实际上,C6OAHCQ接受的电子数量多于富勒烯C60,这表明电导率得到改善。循环伏安法表明,C6OAHCQ表现出可逆的四步四电子还原波,表明C6OAHCQ稳定且具有良好的静电势;紫外 - 可见光谱也显示其在紫外 - 可见光下的稳定性。 C6OAHCQ还显示出电致变色特性,这使其可以应用于许多专业领域,例如智能窗,电致变色镜和电致变色显示设备的开发。还发现C6OAHCQ在普通有机溶剂中具有优异的溶解性。与四氮杂五蒽醌类似物相比,总体上发现它是有利的并且具有改进的性质。

有机C6OAHCQ的合成是半导体研究的新进展,因为它具有与现有有机半导体不同的独特性能。 C6OAHCQ也是目前以无机半导体为主导的研究方案的革命性步骤。 Tadokoro教授和团队断言这种新物质的重要性,指出“这种具有稳定接收电子特性的有机受体分子骨架的鉴定非常重要,因为它可用于开发具有新功能的分子器件。与硬质无机半导体器件不同,它们很柔软,可以帮助制造便携式设备。“

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