Półprzewodniki organiczne

Zastosowanie półprzewodników organicznych rozciąga się na wiele dziedzin elektroniki: znajdują zastosowanie jako światłoczułe materiały do ​​zapisu informacji, są wykorzystywane do produkcji czujników. Urządzenia wykonane na bazie półprzewodników organicznych są odporne na promieniowanie, dlatego mogą być stosowane nawet w otwartej przestrzeni iw technologiach jądrowych.

Do półprzewodników organicznych zalicza się stałe związki organiczne, które początkowo posiadają lub uzyskują pod wpływem czynników zewnętrznych przewodnictwo dziurowe lub elektronowe, a także dodatni współczynnik temperaturowy przewodnictwa elektrycznego.

Półprzewodniki o tej budowie charakteryzują się obecnością w cząsteczkach sprzężonych pierścieni aromatycznych. W wyniku wzbudzenia p-elektronów zdelokalizowanych wzdłuż wiązań sprzężonych w półprzewodnikach organicznych powstają nośniki prądu. Ponadto energia aktywacji tych elektronów maleje wraz ze wzrostem liczby koniugacji w strukturze, aw polimerach może osiągnąć poziom energii cieplnej.

Właściwość przewodnictwa w półprzewodnikach organicznych opiera się na ruchu nośników ładunku zarówno w cząsteczce, jak i pomiędzy cząsteczkami. W rezultacie półprzewodniki o dużej masie cząsteczkowej mają rezystancję od 10 ^ 5 do 10 ^ 9 Ohm * cm w temperaturze pokojowej, a półprzewodniki o niskiej masie cząsteczkowej - od 10 ^ 10 do 10 ^ 16 Ohm * cm. I w przeciwieństwie do zwykłych półprzewodników, nie ma wyraźnego przewodnictwa zanieczyszczeń w niskich temperaturach.

W rzeczywistości półprzewodniki organiczne występują w postaci amorficznych lub polikrystalicznych proszków, filmów i monokryształów. Półprzewodnikami w tym kontekście mogą być kryształy i kompleksy molekularne, kompleksy metaloorganiczne, a także pigmenty i półprzewodniki polimerowe.

Kryształy molekularne to wielopierścieniowe aromatyczne związki krystaliczne o małej masie cząsteczkowej zawierające pierścienie aromatyczne z układem sprzężonych wiązań podwójnych. Kryształy molekularne obejmują fenantren, antracen C14H10, naftalen C10H8, ftalocyjaniny itp.

Kompleksy metaloorganiczne obejmują substancje o małej masie cząsteczkowej z atomem metalu w środku cząsteczki. Materiały te są polimeryzowalne. Wybitnym przedstawicielem kompleksu metaloorganicznego jest ftalocyjanina miedzi.

Kompleksy molekularne to niskocząsteczkowe związki policykliczne z międzycząsteczkowymi oddziaływaniami elektronicznymi. Ze względu na swoją budowę kompleksy molekularne są jednorodne i warstwowe (z warstwami typu p i typu n). Kompleksy halogenoaromatyczne charakteryzują się jednorodną strukturą i warstwami, np. związki antracenu z metalami alkalicznymi.

Półprzewodniki polimerowe to związki, które mają wydłużone łańcuchy koniugacyjne w makrocząsteczkach i mają złożoną strukturę.Im dłuższy łańcuch koniugacji, tym wyższa właściwa przewodność elektryczna substancji.

Pigmenty mają właściwości półprzewodnikowe: eozyna, indygo, radoflawina, trypaflawina, pinacyanol, rodamina itp. A z naturalnych pigmentów - karotenu, chlorofilu itp.