Pentacenderivat har 100 gange mere lysholdbarhed end konventionelle produkter

På grund af høj hulmobilitet har pentacen og dets derivater været den repræsentative organiske halvleder og har været genstand for megen forskning, både grundlæggende og anvendt. De forventes især at blive anvendt på halvlederenheder, såsom felteffekttransistorer. Derudover har organiske halvledere den fordel, at de er billige at producere gennem inkjet-print, og de har lav miljøbelastning, fordi de ikke bruger metaller. Imidlertid reagerer rygraden af ​​organiske halvledere, såsom pentacen, let med oxygenmolekyler under synligt lys, hvilket resulterer i tab af nyttige egenskaber.

En forskergruppe ledet af professor Yoshio Teki fra Graduate School of Engineering, Osaka Metropolitan University, har opnået fotostabilitet mere end 100 gange højere end fotostabiliteten for TIPS-pentacen, et berømt kommercielt tilgængeligt pentacenderivat, ved at øge planheden af ​​molekylet og styrkelse af konjugationen af ​​π elektroner mellem en radikal substituent og pentacendel.

På samme tid, for at belyse mekanismen bag den bemærkelsesværdige fotostabilitet, blev ultrahurtige transiente absorptionsmålinger ved hjælp af en femtosekund pulseret laser udført for at tydeliggøre den ejendommelige exciterede tilstandsdynamik i dette system. Med fokus på pentacendelen af ​​systemet fandt de ud af, at krydsning mellem systemer forekommer med en ultrahurtig hastighed (10 ^-13 sekunder), hvilket aldrig er blevet opnået før i rent organiske materialer uden tunge atomer. Ydermere blev den efterfølgende ultrahurtige deaktivering til grundtilstanden observeret at forekomme inden for en tid på omkring 10 ^-10 sekunder.

"Fremragende fotostabilitet blev opnået ved at tilføje en radikal substituent, der forbedrer planariteten af ​​molekylerne og styrker konjugationen af ​​π-elektroner," sagde professor Teki. "I fremtiden vil vi gerne verificere ydeevnen af ​​felteffekttransistorer og anvende dem som organiske halvledere."

Undersøgelsen vises i Physical Chemistry Chemical Physics . + Udforsk yderligere

Molekylær tweak øger ydeevnen af ​​organiske halvledere til fleksible elektroniske enheder