材料 | 高晶体质量，LMU首创自由悬浮的超薄有机半导体薄膜

近年来，学术界对几种有机半导体材料的研究兴趣稳步增加。因为它们在制造时不需要稀有元素，这些化合物让制造变得更容易同时也更便宜。另外，它们还具有非常有利的电气开关特性和因此而呈现出的高性能。这些化合物同样也适用于大规模生产工艺，包括印刷工艺。最后，它们的一些固有特性，例如柔性，也让它们具有应用到新电子设备（如显示器和传感器）领域的潜力。

到目前为止，科学家们还难以精确表征这些材料的性质。这部分是因为，迄今为止有机半导体一直都是设计在支撑基材上的。这些具有支撑作用的基材和有机半导体的接触面不可避免地会对电荷载流子迁移率等参数产生影响，因此可能会影响和扭曲材料固有的自然作用过程。

Thomas Weitz教授和Achim Hartschuh教授专注于这个问题，开发出一种制造自由悬浮超薄有机半导体薄膜的方法。

01只有两个半导体层

在他们的实验中，物理学家们制造出一种有机半导体薄膜，该薄膜仅由两到三层材料组成，但这些层跨越几百纳米（通道长度为100-450nm，宽度为0.5-1μm）而没有支撑衬底。

无机半导体

与相应的无机半导体相比，有机半导体的晶体结构因为范德华力呈现稳定状态。这种键比共价键弱至少两个数量级。“尽管如此，我们的测量表明，这些自由悬浮的半导体薄膜具有很高的晶体质量，”Thomas Weitz强调说，“这种材料具有非常好的稳定性和电气性能。”

02

自由悬浮和电子去耦薄膜

该项目的目的是合成高度有序和具有高电学性能（Electronically active）的有机薄膜，这些有机薄膜需要尽可能得薄，并且还要与环境完全隔离。依赖于温度的电荷传输测量证实，这种自由悬浮的薄膜确实是电子去耦的。

不过到目前为止，科学家们还没有制成过纯粹靠范德华力获得稳定结构的自由悬浮的几纳米薄的半导体薄膜，因此学界还没有对此进行研究过。Weitz及其同事现在是第一个制成这种有机半导体薄膜的团队，这将为他们详细研究这些薄膜中的电荷传输过程提供机会。

来源：Chemeurope.com

编译：山海观

编辑：Susie，Ann

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