Cocrystal engineering:En teknik til at designe multifunktionelle materialer

Cocrystal engineering er en strategi til at samle organiske molekyler via den ikke-kovalente vekselvirkningskraft og undgå barske eksperimentelle forhold (dvs. høj temperatur og højt tryk). Ved at vælge de passende komponenter kan donor-acceptor (D-A) molekylerne samles som puslespillet. Under den intermolekylære interaktion, såsom π–π-interaktioner, hydrogenbindinger og halogenbindinger, kan cocrystal ikke kun vise de iboende egenskaber af dets komponenter, men også vise nogle nye egenskaber, som kan realisere "1+1>2"-effekten. Så cocrystal-strategi har fordelen ved at designe multifunktionelle materialer.

Forskere ledet af prof. Xiaotao Zhang ved Tianjin University, Kina, designer et multifunktionelt organisk kokrystalmateriale. De opnåede en Flu-TCNQ cocrystal med integrerede optoelektroniske egenskaber, hvilket er knapt på grund af modsætningen mellem de luminescerende og elektriske egenskaber af organisk materiale. Mange forskere har opnået integrationen af ​​fotoelektriske egenskaber ved at indføre specifikke funktionelle strukturer, men det er tidskrævende og vanskeligt at balancere de to egenskaber. Derudover udviser de fleste af de organiske optoelektroniske materialer opnået ved denne metode en blå eller grøn emission, og få materialer udviser rød emission. Og disse optoelektroniske materialer viser hovedsageligt p-type ladningstransportadfærd.

Zhang et al. valgte Flu (donor) som luminescensenheden på grund af dens gode luminescens, udvidede π-konjugerede planer og rige elektronegenskaber. Og de valgte TCNQ (acceptor) som den elektriske byggeklods, en typisk n-type halvleder, der kan give en stærk elektrontilbagetrækningsevne. Begge sammensætninger blev let opnået, idet de kedelige syntetiske veje blev undgået. Drevet af ladningsoverførselsinteraktionen (CT) og påvirket af D-A-molekylernes stablingstilstand blev emissionen af ​​Flu-TCNQ cocrystal reguleret til at være rød, og n-type ladningstransportegenskaben for acceptormolekylet blev opretholdt i cokrystallen. Deres arbejde giver en effektiv løsning på manglen på organiske materialer med integrerede optoelektroniske egenskaber.

Værket, med titlen "TCNQ-baseret organisk cocrystal integreret rød emission og n-type ladningstransport," blev udgivet i Frontiers of Optoelectronics (9. maj 2022). + Udforsk yderligere

Enkeltmolekyle optoelektroniske enheder