東京農(nóng)業(yè)大學(xué)(tuat)生物應(yīng)用與系統(tǒng)工程研究生院的研究人員加速了有機(jī)半導(dǎo)體薄膜中電子的運(yùn)動(dòng)兩到三個(gè)數(shù)量級(jí)。據(jù)科學(xué)家稱，更快的電子設(shè)備可以改善全球太陽能和晶體管的使用。

他們?cè)?月出版的“ 高分子化學(xué)與物理”雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。

該團(tuán)隊(duì)由日本tuat生物應(yīng)用與系統(tǒng)工程研究生院教授kenji ogino領(lǐng)導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)在北美添加聚苯乙烯(通常稱為聚苯乙烯泡沫塑料)可以通過允許電子從平面移動(dòng)到半導(dǎo)體來增強(qiáng)半導(dǎo)體聚合物。飛機(jī)很快。這個(gè)過程稱為空穴遷移率，是電子如何通過由多層組成的電場(chǎng)。當(dāng)一個(gè)分子缺少一個(gè)電子時(shí)，來自不同平面的電子可以跳躍或下降并取而代之。

通過各種成像技術(shù)，可以很容易地跟蹤基于晶體的結(jié)構(gòu)中的電子軌跡。然而，在許多半導(dǎo)體聚合物中，結(jié)晶骨架的清晰的限定線與更難以界定的區(qū)域交織在一起。它實(shí)際上被稱為非晶域。

“[電子]在晶疇和非晶疇中傳輸。為了提高總電子遷移率，有必要控制非晶疇的性質(zhì)，”ogino說。“我們發(fā)現(xiàn)，通過引入聚苯乙烯嵌段伴隨著剛性無定形區(qū)域比例的增加，空穴遷移率得到了極大的改善。”

研究人員認(rèn)為，結(jié)晶域內(nèi)部連接的方式最有效地通過剛性無定形域發(fā)生。聚苯乙烯的加入引入了更多的無定形區(qū)域，但是由碳和氫原子的柔性鏈包含。即使鏈條是柔性的，它也為無定形區(qū)域提供了剛性和一定程度的控制。

電子比正常速度快兩到三倍。

“在半結(jié)晶聚合物中引入柔性鏈?zhǔn)峭ㄟ^改變無定形區(qū)域的特性來改善聚合物薄膜的各種功能的有前景的策略之一，”ogino說。“我們提出剛性無定形區(qū)域在空穴傳輸過程中起著重要作用。”

ogino表示，增強(qiáng)空穴遷移率是開發(fā)更高效太陽能設(shè)備的關(guān)鍵因素。接下來，ogino和研究人員計(jì)劃研究增強(qiáng)的空穴遷移率如何影響其他參數(shù)，例如聚合物薄膜內(nèi)的結(jié)構(gòu)的化學(xué)成分和位置。