Farvejusterbare, højmobilitetsemissive organiske enkeltkrystaller til lysemitterende transistorer

Organiske lysemitterende transistorer (OLET'er), der kombinerer den lysemitterende funktion af organiske lysemitterende dioder (OLED'er) og strømmodulations- (og signalforstærknings-) funktion af organiske felteffekttransistorer (OFET'er) i en enkelt enhed er lovende komponenter for optoelektronik, smart display-teknologier og elektrisk pumpede lasere. For at forbedre disse teknologier er det afgørende at udvikle emissive organiske halvledere med høj mobilitet med afstembare farver, det kerneaktive lag for OLET'er. Dette er dog fortsat en udfordring.

I en undersøgelse offentliggjort i Science Advances , udviklede forskningsgruppen ledet af prof. Dong Huanli fra Institut for Kemi ved Det Kinesiske Videnskabsakademi en række farvejusterbare, højmobilitets, emissive, organiske halvledere via en molekylær dopingstrategi med en højmobilitetsorganisk halvleder, 2,6-diphenylanthracen (DPA) som vært og tetracen (Tc) eller pentacen (Pen) som gæstemolekyler.

Velafstemte molekylære strukturer og størrelser samt effektiv energioverførsel mellem værten og gæsten muliggør de iboende høje ladningstransportegenskaber med afstembare farver. Femfarvede organiske halvledere med høj mobilitet fra blå til rød, herunder at selve værtsmolekylet er forberedt med den højeste mobilitet over 2 cm ² V ^-1 s ^-1 og fotoluminescens kvanteudbytte (PLQY)> 15,8 %.

Fluorescensspektrene for molekylært dopede enkeltkrystaller viser, at graden af ​​energioverførsel stiger med stigende dopingkoncentration. Graden af ​​energioverførsel af de Pen-doterede prøver blev analyseret, og graden af ​​energioverførsel er 53 % ved 0,5 % dopingkoncentration og 96 % ved 3 % dopingkoncentration, hvilket er tæt på fuldstændig energioverførsel.

På grund af de doterede krystallers høje mobilitet og emissive egenskaber og den asymmetriske elektrodeanordningsstruktur udviser de molekylært dopede OLET-enheder stærk og rumligt styret elektroluminescens i både P-kanal og N-kanal. Den fremragende optoelektroniske ydeevne af de molekylært doterede enkeltkrystal OLETs-enheder demonstreres også af deres lille hysterese og maksimale fotostrømskifteforhold på 5,8×10 ² .

Farvetrekanten opnået af DPA, Tc 8% og Pen 3% lysemitterende transistorer dækker 59% af National Television System Committee (NTSC) standard i Commission Internationale de l'Eclairage (CIE) 1931 farverum, hvilket overstiger 45 % af NTSC-standarden dækket af nogle kommercielle skærmpaneler, hvilket giver deres store løfte om integrerede optoelektroniske enheder og kredsløb i fuld farve.

Denne strategi kan udvides til mere konjugerede organiske molekylesystemer med den rationelle udvælgelse af værts- og gæstemolekyler med høj mobilitet til overlegne præstationer. + Udforsk yderligere

Konvertering af kropsvarme til elektricitet:Et skridt nærmere mod højtydende organisk termoelektrik