Gennembrud inden for organisk halvledersyntese baner vej for avancerede elektroniske enheder

Et team af forskere ledet af professor Young S. Park ved UNISTs Institut for Kemi har opnået et markant gennembrud inden for organiske halvledere. Deres vellykkede syntese og karakterisering af et nyt molekyle kaldet "BNBN anthracene" har åbnet nye muligheder for udvikling af avancerede elektroniske enheder.

Artiklen er offentliggjort i tidsskriftet Angewandte Chemie International Edition .

Organiske halvledere spiller en afgørende rolle i at forbedre elektronernes bevægelses- og lysegenskaber i kulstofcentrerede organiske elektroniske enheder. Holdets forskning fokuserede på at forbedre den kemiske mangfoldighed af disse halvledere ved at erstatte carbon-carbon (C−C) bindinger med isoelektroniske bor-nitrogen (B−N) bindinger. Denne substitution giver mulighed for præcis modulering af de elektroniske egenskaber uden væsentlige strukturelle ændringer.

Forskerne har med succes syntetiseret BNBN-antracenderivatet, som indeholder en kontinuerlig BNBN-enhed dannet ved at konvertere BOBN-enheden ved zigzag-kanten. Sammenlignet med konventionelle anthracenderivater, der udelukkende består af kulstof, udviste BNBN-antracen betydelige variationer i C−C-bindingslængden og en større højest besat molekylær orbital-laveste uoptaget molekylær orbital energigab.

Ud over dets unikke egenskaber viste BNBN anthracenderivatet et lovende potentiale for anvendelse i organisk elektronik. Når det blev brugt som den blå vært i en organisk lysemitterende diode (OLED), udviste BOBN anthracen en bemærkelsesværdig lav drivspænding på 3,1V sammen med højere effektivitet med hensyn til strømudnyttelse, energieffektivitet og lysemission.

Forskerholdet bekræftede yderligere egenskaberne af BNBN-antracenderivatet ved at studere dets krystalstruktur ved hjælp af et røntgendiffraktometer. Denne analyse afslørede strukturelle ændringer, såsom bindingslængde og -vinkel, som følge af bor-nitrogen-bindingen (BN).

"Vores undersøgelse af anthracen, en type acene, der er bredt anerkendt som en organisk halvleder, har lagt grunden til fremtidige fremskridt på området," sagde Songhua Jeong (Combined MS/Ph.D. Program of Chemistry, UNIST), den første forfatter. af denne undersøgelse. "Den kontinuerlige BN-binding syntetiseret gennem denne forskning rummer et stort potentiale for anvendelser i organiske halvledere."

Professor Park understregede betydningen af ​​dette gennembrud og udtalte:"Syntesen og karakteriseringen af ​​forbindelser med kontinuerlige bor-nitrogen (BN)-bindinger bidrager til grundlæggende forskning i kemi. Det giver et værdifuldt værktøj til at syntetisere nye forbindelser og kontrollere deres elektroniske egenskaber."

Flere oplysninger: Seonghwa Jeong et al., Øget kemisk mangfoldighed af B2N2-antracenderivater ved at introducere kontinuerlige multiple bor-nitrogen-enheder, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI:10.1002/anie.202314148

Journaloplysninger: Angewandte Chemie International Edition

Leveret af Ulsan National Institute of Science and Technology