일그러진 방향제

Contorted aromatics
그림 1: 일그러진 PAH 분자.(깃발과 리본).[1]

뒤틀린 방향족 또는 보다 정확하게 뒤틀린 다환방향족 탄화수소는 융합된 방향족 분자가 통상적인 [1]평면에서 벗어난 다환방향족 탄화수소(PAHs)이다.

서론

그림 2. 5-13,16,17,82,88,89,90의 아치와 6-7,16,36의 상호작용을 나타내는 3D 분자도.5: PAH는 5개의 멤버버링과 6개의 멤버버링만을2 포함하는 PAH.
그림 3. C6n2 H6n(n=2-12) 코로나(CH2412~CH86472)C 값 n=12를[2] 나타내는 누적 꿀빗

그래핀과 플라렌의 구조를 비교함으로써 곡면 원점 및 PAHs의 왜곡을 파악할 수 있습니다.그러나 그래핀과 플라렌은 모두 sp 혼성 탄소를 가지고2 있다는 점에서 유사하다.풀러렌은 6개의 멤버버링에 5개의 멤버버링이 포함되어 있는 반면, 그래핀은 6개의 멤버버링에 독점적으로 존재하기 때문에 평면 상태를 유지합니다[3].일반적으로 C-C-C 또는 C-C-H의 이상적인 C-C 결합길이 및 각도는 각각 1.42Ω, 2µ/3 정도이며, 코란눌렌 구조에서는 분자 내 비평면성에 기여하는 6개의 멤버버링으로 둘러싸여 있다.이로 인해 접합 각도와 접합 길이가 변경되어 구조물의 [4]비평면성이 발생합니다.PAHs 구조의 이러한 변형 유형을 '아카이브 왜곡'[4]이라고 합니다.PAH 분자의 수소 원자와 탄소 원자는 비평면 구조로 인해 서로 가장 가깝거나 각도 변형으로 인해 고통 받는 원자를 "포화" 원자로 알려져 있으며, 그림 2의 '분열 왜곡'의 원인이 될 수 있다.

포화 수소와 탄소를 가진 왜곡 분자의 영역은 베이 영역(흰 구 또는 포화 수소를 가진 영역)으로 알려져 있다.그림 [5]4

PAHs 분자가 뒤틀리는 또 다른 이유는 이러한 분자의 크기일 수 있다.양자 화학 계산(Hartree-Fock 및 DFT)을 사용한 코로나에 대한 Cn Hn6(n=2-12)의 이론적62 진동수 연구는 결합, 탈국소화 [2]및 방향족화로 인해 안정적인 구조를 가진 PAH 분자의 크기 증가에 대한 평면성 손실이 가속화되었음을 보여준다.기상 코로넨은 n=9-12 [2]전후로 비가상 형상으로 전환될 것으로 예상할 수 있다.아치와 분할 왜곡의 조합된 변형은 PAH 분자를 평면 밖으로 밀어내고 변형을 발생시키는 것으로 생각됩니다.우산 형상으로의 전환은 n=12 그림 [2]3에서 발생할 수 있습니다.

그림 4는 세 개의 서로 다른 PAH [6]분자에 의해 전달되는 변형 에너지를 보여줍니다.

그림 4는 세 개의 다른 PAH 분자에 의해 전달되는 변형 에너지를 보여줍니다.흰색 구체는 포화 수소와 회색 구체는 비평면 [6]왜곡으로 인한 변형 에너지에 기여하는 주요 탄소입니다.

표: 1 PAHs의 계산된 Enp(비평면 스트레인에너지) 값 데이터(kcal/mol[6])
표 1.1 PAHs의 계산된Enp(비평면 스트레인에너지) 값 데이터(kcal/mol)[6]
표 1.2 PAHs의 계산된Enp(비평면 스트레인에너지) 값 데이터(kcal/mol)[6]

표1은 풀레렌 C60=483.91k cal/cal/cal 및70 C=492.58kcal/cal/col을 기준으로 헬리센 및 코로나 단위를 가진 5개의 멤버버링 분자와 6개의 멤버버링 분자에 대한 k cal/cal/[7]col에서 PAHs의 비평면성(비) 에너지 값을 보여준다.음영 부분은 PAH 분자의 변형이 가장 많은 베이 영역을 나타냅니다.스트레인 에너지는 10-2 kcal/mol 단위로 표시됩니다.Enp 비평면 변형률(변형) 에너지는 결합 각도와 결합 길이 측면에서 PAH 분자가 표준 평면 구조에서 얼마나 벗어나는지를 나타냅니다.PAHs의 기준은 보통 [8][9]흑연입니다.변형률 완화를 위해 표준 구조 기하학에서 벗어날 때마다 분자 구조에 Enp가 도입된다.표 1의 다양한 PAH에 대한 Enp 값을 나타냅니다.표 1의 데이터를 기반으로 두 가지 유형의 변형 또는 Enp를 관찰할 수 있습니다.표 1에 나타난 PAH 분자는 두 가지 모티브를 기반으로 합니다.헬리센을 기반으로 한 것과 코란눌렌을 기반으로 한 것이 있습니다.헬리센 기반 분자로 표현되는 작은 Enp 값(0.25~8k cal/mol)[6]은 그 구조의 약한 변형에 기인한다.이러한 PAHs의 베이 영역에 분할 왜곡만이 존재하는 것이 원인인 것 같습니다.그러나 코란눌렌에 기초한 다른 그룹은 Enp 값이 더 높다(1.86~116k cal/mol [6]범위).Enp 값이 클수록 더 강한 왜곡이 발생했음을 나타냅니다.이는 PAH 분자의 용융 링 수와 5개의 멤버버링 코어가 베이 영역 왜곡과 함께 증가하기 때문입니다.

상기 논의를 통해 아치화 및 분할 왜곡에 의한 비평면 변형의 영향과 PAHs 분자의 크기가 PAHs 구조에 변형을 발생시키는 것을 조심스럽게 추론할 수 있다.

그림 6원반형 스마넨 단위의 주상 스택을 나타내는 결정 구조.측면도(위) 및 축도(아래)[10]

이러한 비할 데 없는 왜곡 분자는 광범위한 흡수 스펙트럼과 향상된 전하[11] 전달 특성을 나타내며, 이는 전자 및 광전자 애플리케이션의 잠재적 후보가 된다.이러한 분자의 곡률은 이상적인 평행 대칭에서 프런티어 오비탈의 약간의 변화를 일으킨다.평행 겹침으로부터의 이탈은 HOMO와 LUMO의 수정을 유도하여 결국 변화된 광학 특성을 [12]낳는다.용액에서 이러한 분자의 반전은 궤도 형상의 변화를 가능하게 할 수 있으며, 따라서 발광 다이오드 적용에 유용한 흡수 및 방출 스펙트럼을 넓힐 수 있다.코란눌렌의 일부 유도체는 청색 발광체 [13]역할을 한다.왜곡된 방향족 분자의 효율적인 전하 전달은 자가 조립 및 결정 [10]패킹과 관련이 있습니다.결정의 디스코틱 왜곡 분자는 인접한 PAHs 분자의 전자 구름과 양성자의 상호작용 때문에 원기둥 축에 대해 상대적으로 기울어집니다.이 기울기는 분자의 위도 쌓기를 금지하고 세로 쌓기 그림 6만 허용한다.이 특성은 궤도의 선형 중첩을 향상시키고 전하 반송파 [14]이동성을 촉진합니다.이러한 모든 특성으로 인해 왜곡된 PAH는 반도체, 유기 전계효과 트랜지스터(OFET) 및 유기광전지(OPV) 장치 응용에 [15]매우 적합합니다.

디스크와 리본 그림 1은 일그러진 방향족 [16]구조의 주요 부류를 구성한다.디스크는 오목한 δ 분자 표면을 가지고 있으며 탄화수소 사이드 체인으로 치환하면 자체 조립하여 그림5로 만들[15][17][18][19] 수 있다.이러한 열은 나노 스케일 위상 분리,[18] 전하 분리 및 전하[17] 전송의 원하는 특성을 필름에 표현할 수 있습니다.오목한 디스크는 전자 결핍 방향족 [16]분자의 분자 센서 역할을 할 수 있습니다.풀레렌과 같은 전자 수용체와 접촉하면 볼과 소켓 조인트[20] 모델 모양의 p-n 접합부의 전형적인 특성을 나타낸다.[21]

그림 7. 버키 캐처 30 및 C가 있는60.[21] 초분자 복합체의 X선 결정 구조

반면 리본은 곡선으로 인해 그래핀 조각이 리본으로 회전하는 모습을 상상할 수 있다.그것들은 전자 수송 물질로서 OFET에 좋은 재료이다.공여 폴리머의 통합으로 비플루렌 기반 유기 태양 [17]전지의 잠재적 대안으로 작용합니다.비-플루렌 유기 반도체를 개발하는 데 초점을 맞춘 것은 일부 잠재력 때문이다.

표 1.3 PAHs의 계산된Enp(비평면 스트레인에너지) 값 데이터(kcal/mol)[6]

n형 유기 분자에 대한 플라렌 기반 물질의 단점.풀레렌은 UV-Vis 영역에서의 흡수가 양호하지 않고 다양한 군과의 치환 시 조정성이 불량하여 양호한 유기 반도체의 기본 기준을 충족하지 못한다.이러한 수요는 광범위한 흡수 범위와 더 나은 전하 수송을 가진 왜곡된 방향족 분자를 포함한 새로운 물질을 찾기 위한 연구에 박차를 가하고 있습니다.이들 분자는 또한 작은 영역에서의 제어된 γ-γ 스태킹과 뛰어난 전하 [22]침투 경로를 제공합니다.

역사

1953년 헤르만 슈타우딩거가 고분자를 고분자로 특징짓는 공로로 노벨상을 수상하면서 새로운 물질 분야의 문이 열렸다.그 이후로 고분자는 나무, 금속과 같은 전통적인 재료를 대체해 왔고 지금은 상용화된 제품에서 도체나 반도체로 널리 사용되고 있다.플라스틱 기반 사회의 시대는 1953년 노벨상을 계기로 정말로 시작되었다.이후 1970년에 일부 고분자가 적절한 전기 [23]전도성을 보일 수 있다는 것이 밝혀졌다.순수한 탄소 기반 물질인 흑연이 확장 δ 결합으로 인해 전도를 할 수 있다는 사실에 의해 그 생각이 굳어졌을 것이다.

하지만 [23]유기 도체는 금속 기반 도체만큼 좋지 않습니다.1970년대 후반에는 폴리머 기반의 송전선, 경량 모터 및 초전도 [24][25][26][27][28]달성을 위한 새로운 접근법을 만들기 위한 노력이 이루어졌습니다.현재 OPV의 전력 변환 효율을 높이기 위한 전 세계적인 대처를 진행하고 있으며, δ-공역 고분자 영역의 OFET에서 더 나은 홀 캐리어 모바일이 [29]진행되고 있습니다.1977년 요오드 도프 폴리아세틸렌의 발견과 그 전기적 특성은 더 좋고 효율적인 복합 유기 고분자를 [30]찾기 위한 연구에 박차를 가했다.앨런 J.의 2000년 노벨 화학상. Heeger, Alan G. Macdiarmid 및 Hideki Shirakawa는 폴리아세틸렌 피규어 일렉트로닉스를 전개하는 데 기여한 공로를 인정받아 전도성 폴리머를 찾는 여정에 또 다른 이정표를 세웠다.지난 20년 동안 폴리티오펜, 폴리페닐렌, 폴리페닐렌 황화물과[31] 같은 새로운 폴리머와 작은 유기 [32][33]분자를 합성하는 개발이 이루어졌습니다.작은 도메인으로 인해 사다리 고분자, 자가조립 및 선천적인 전하 침투 경로를 만드는 특성으로 인해 왜곡된 방향족 분자는 다양한 전자 응용 분야에서 활용되는 또 다른 초점이 되었다.이러한 왜곡된 분자는 이론적인 한계인 [34]20%에 가까운 전력 변환 효율(PCE)을 촉진할 수 있는 섬세한 균형과 위상 분리를 제공합니다.장기간에 걸쳐 안정적이고 높은 PCE가 가능한 새로운 작은 일그러진 방향족 분자를 합성하는 미래지향적 연구가 광범위하게 진행되고 있다.[35][36]

무기 반도체에서 변형 방향족 소분자로

왜 유기 태양 전지가 필요한지에 대한 단순한 질문 때문에 계속 시달릴 수도 있다.상업용 무기 실리콘 기반의 태양 전지가 잘 작동했다면 아무도 같은 지점에 도달할 수 있는 다른 방법을 생각해내지 못했을 것이다.답은 매우 간단하다.무기 태양 전지는 장단점이 있다.그러나 우려되는 점은 지금까지 광범위하게 활용되지 못했던 문제들을 해결하는 것이다.이 기술을 대규모로 상용화하는 데 있어 가장 큰 걸림돌 중 하나는 비용입니다.고도로 정제된 실리콘 생산은 많은 에너지를 필요로 하는데, 이것은 한편으로는 이 기술의 비용을 증가시키고 다른 [37]한편으로는 녹색 화학을 해칠 것이다.PCE를 증가시키기 위해 가능한 한 많은 실리콘 재료를 집적하는 새로운 방법을 찾기 위한 노력이 진행 중이지만 비용 절감에는 도움이 되지 않을 것으로 보인다.무기 태양 전지판은 무겁고 유연하지 않다.이러한 요소들은 대량 적응을 위해 이 기술을 제한하는 데 중요하며 풍력이나 수력 발전 같은 다른 친환경적이고 저렴한 에너지원과 경쟁할 수 없을 수도 있습니다.그러나 다접점 실리콘 기반 태양전지는 44.4%[38][39]의 최고 PCE를 제공한다.

그림 5: (A) SWCNT 접점 사이에 쌓인 c-HBC. (B) 1D: 단층 트랜지스터 채널 b/w SWCNT[5] 접점을 형성하는 산염화물을 가진 c-HBC.

위에서 언급한 모든 도전들은 과학계가 새로운 기회를 찾도록 압력을 가하고 있다.유기 태양 전지는 많은 면에서 이전 태양 전지를 대체하는 것처럼 보이지만 PCE와 경쟁해야 하는 과제는 여전히 남아 있다.무기 태양전지와 달리 OPV 제조에 필요한 재료는 훨씬 [22][40]적다.인쇄 도구를 사용하여 인쇄할 수 있으므로 이러한 재료를 저비용으로 상용화하는 데 도움이 됩니다.용액 가공이 가능한 유기 반도체는 쉽게 박막으로 제작할 수 있습니다.짧은 OPV로 OFET 및 유기발광다이오드 OLED는 기존 무기재료에 비해 가볍고 유연하며 제작이 용이하며 저렴하고 수요에 맞게 조정할 수 있다.반도체로서 유기적인 작은 왜곡 분자의 단점은 지금까지의 장기 사용성과 낮은 PCE이다.지금까지 달성된 유기 태양 전지의 최고 PCE는 11%[41][42]입니다.

그림 8: 치환된 c-DTTBC 분자와 CToluene60. 분자의 공결정체를 녹색으로 나타낸다.볼 및 소켓 조인트[43] 모델의 평면 헤테로 접합 OPV

OPV 전력 변환 효율을 제한하는 이유에 대해서는 기존 유기 소분자가 제공하는 구조적, 화학적 한계를 이해할 필요가 있습니다.

OPV는 한 쌍의 전자 수용체 풀레렌 또는 활성막 내에서 헤테로 접합을 생성하는 또 다른 비플루렌(n형) 및 전자 공여 분자(p형)를 사용합니다.이러한 분자들이 혼합되어 사용될 수 있는 독특한 디자인이 있습니다.

주로 평면 헤테로 접합(그림8)은 두 분자가 서로 겹쳐 볼과 소켓 접합 모델1을 만드는 플라렌계 유기 반도체에 사용된다.벌크 헤테로 접합(그림8)은 솔루션이 단일 활성 [44]계층에서 처리되었을 때 더 나은 PCE를 생성했다고 보고되었습니다.OPV 및 반도체에 플라렌을 사용하면 광수확 및 발전성이 저하되는 다양한 문제가 발생합니다.풀레렌은 가시 영역(가시 영역 = 724 L−1 mol−1 cm)과 근적외선 영역(가시 영역 = 7500 L−1 mol−1 cm)[citation needed]에서 강한 흡수를 제공하지 않으므로 이러한 장치의 전하 생성 능력이 감소합니다.유기반도체에서의 전도는 sp하이브리드화된 p-오비탈을 통해2 전자를 호핑하는 열활성화 현상이므로 가시근 IR영역에서 흡수가 더 좋은 전자수용체가 우수한 [45]성능을 발휘한다.풀러렌은 조정성이 떨어지고 케이지(C60 또는70 C)와 대체 [46][47]케이지 사이의 전자 통신이 원활하지 않습니다.

또 다른 과제는 플라렌 기반의 전자수용체에서의 들뜸 재조합의 높은 확률이다.무기반도체와는 달리 유기재료에 형성된 들뜸은 결합에너지(0.3~1.0eV)가 높다.이 문제는 수용체 기증자 인터페이스에서 HOMO(기증자)와 LUMO(수용체) 에너지 [48]갭을 일치시킴으로써 해결됩니다.평면 헤테로 접합(PHJ)은 공여체와 수용체 분자가 서로 결합되는 일반적으로 사용되는 OPV 아키텍처입니다.비극성 및 비평면 토폴로지 및 형상 때문에 왜곡된 PAH는 [49][50]전극으로의 최적의 전하 전송을 위해 혼재성과 자기집약 사이의 균형을 제공할 것으로 기대된다.이러한 왜곡된 결합 방향족 분자는 전자의 공명에 의한 전하수송을 지원하며, 길항 [22]전하 침투 경로를 허용하면서 공여체 및 수용체 간에서 적절한 HOMO 및 LUMO 오프셋을 가지기 위해 전자공쌍 재조합의 가능성을 방해한다.

자체 조립 재료

이 뒤틀린 분자들은 자기 결합의 놀라운 현상을 보여준다.OFET 및 OPV에서 수집된 데이터를 바탕으로 이들 분자는 효율적인 전하 [51]전달을 보여줍니다.c-HBC, c-OCBC 및 c-DBTTC는 전자공여체, c-PDI는 전자수용체 역할을 합니다.왜곡된 비평면 구조를 통해 이러한 분자는 자체 조립된 [51][52]층에서 충분한 전하 전달을 표현할 수 있습니다.c-HBC의 알킬사슬 유도체가 p형 반도체 역할을 하는 오르토롬 결정 케이블로 변화할 경우 자가조립 특성이 변화한다.이러한 분자의 뒤틀린 주변 가장자리는 이러한 분자를 전하 수송에서 효율적으로 만드는 분자간 접촉을 제공하는 역할을 합니다.c-HBC의 테트라-도데칼록시 측쇄는 자가조립을 [52]촉진한다.이 재료들은 원기둥 모양의 육각형 [53]액정의 형태로 퇴적됩니다.주 방향족 코어는 전하를 운반하고 사이드 체인은 절연체 역할을 합니다.박막에서는 기둥이 표면과 평행하게 배치되어 횡방향 전하를 [53]전송할 수 있습니다.

왜곡된 PAH의 설계 및 합성

플라렌 자체의 영향을 받아 다음과 같은 구조적 특징이 비플라렌 기반 전자수용체에 [54]통합된다.그림 9

그림 9. 일그러진 방향족 PAHs 개발에 사용되는 풀레렌 발판.수마넨3, 코란눌렌3, 사이클로펜타[fg]아세나프틸렌, 사이클로펜타[hi]아세안트라렌, 1,9-디히드로피렌

Cyclopentafused 왜곡된 PAH

보다 최근에는 카일 플런켓 연구팀이 고안한 Pd 촉매 시클로펜타뉴레이션과 숄 시클로데히드로제이션이 5원 고리 코어 폴리 방향족 왜곡 [54]분자를 합성하는데 귀중한 것으로 밝혀졌다.5개의 멤버버 시클로펜타아칸트라렌 코어가 플라렌 자체의 일부이며 치환된 형태로 [54]분자의 결합을 도울 수 있다는 가설을 바탕으로 한다.

그림60 10: 왜곡된[54] PAHs를 개발하기 위해 사용된 발판을 가진 C와70 C

공명 구조 그림 10은 5원짜리 방향족 고리 코어가 시클로펜타디에닐 음이온(방향족)을 제공하기 위해 (반방향족) 공명 구조 중 하나에서 한 쌍의 전자를 받아들일 수 있으며, 따라서 좋은 전자 수용체 분자로 작용할 수 있음을 보여준다.낮은 에너지 방향족 구조를 달성하는 경향은 이 구조를 좋은 전자 수용체 코어로 만듭니다.이 방법론은 전하 전달을 위한 도관 역할을 하는 분자의 결합 방향족 코어를 비교적 쉽게 확장하는 데 도움이 됩니다.이러한 일그러진 방향족 분자는 고체 상태에서 [55]δ 적층성을 보이는 것 외에 용해성과 용액의 가공성을 향상시킨다.따라서 등방성 전하 전송에 적합한 위상 분리를 제공함으로써 록앤키 유사 모델을 통해 δ스택 기능을 향상시킵니다.

체계 I. pd 촉매 시클로펜터네이션(cyclopentanulation)을 통한 왜곡 방향족 분자의 합성

합성 스킴-I는 왜곡된 방향족 분자를 합성할 때 상기 시클로펜타디에닐 음이온 스킴의 사용을 나타낸다.디브로모안트라센과 디페닐아세틸렌 3,3디알콕시 1,1디페닐아세틸렌(R=CH3, CH1225)의 반응으로, Pd(3dba)P(3o-tol), KOAc, LiCl 및 DMF의 존재2 하에서 1,2,6,7-테트라(3-옥시페닐렌틸렌타시클라센타)가 생성된다.

그림 11. 2,7,13,18-테트라알콕시테트라벤조[f,h,r,t]-루비센[54]

위 화합물 2, 7, 13, 18-테트라알콕시테트라벤조[f,h,r,t]-루비센의 결정구조 그림 11은 비평면 일그러짐 구조를 나타낸다.베이 영역의 스플라이 각도는 왜곡된 구조를 나타냅니다.따라서 사이클로펜타페타피드 왜곡 PAHs의 합성은 이 방법으로 이루어집니다.왜곡은 이러한 분자의 용해도를 평면 [54]분자에 비해 향상시킵니다.

디바이스 제조 및 테스트

이러한 왜곡된 PAH 분자는 반도체 특성을 테스트하기 위해 박막 형태의 OFET 소자 제작에 사용됩니다(그림 12).왜곡된 PAH는 보통 SiO2/Si 기판의 절연체 유전체 층에서 용액으로 사용됩니다.전위 및 전하 [56]측정을 제공하기 위해 3개의 전극 소스(S) 드레인(D) 및 게이트(G)를 부착한다.게이트와 소스GS V 사이에 전압의 역치보다 훨씬 높은 값이 인가되어 반도체와 유전체 계면에서 정의(p형) 채널이 생성된다.소스에서 드레인SD V로 음전압을 인가할 때 홀은 소스에서 드레인으로 흐르며 이는 반대 방향으로 전자가 흐르는 것과 동등합니다.V를GS 증가시키면 드레인/소스DS I의 전류 흐름이 증가합니다.이 프로세스는 현재 "핀치 오프"의 최대값이 양의 채널이 [56]한쪽에서 포화되는 시점에 도달할 때까지 계속됩니다.그림 5와 같이 서로 다른GS V 값의 데이터를 수집하여 테트라 도데실록시 사이드 체인을 가진 c-HBC의 출력 플롯 형태로 플롯한다.p형 반도체는 음의SD V&VGS 값을 나타내며 n형 반도체는 음의 V&V 값을 나타낸다.

(ID-S)1/2 VsG V(전송도)를 사용하여 플롯하면 [57]이동도 계산을 위한 기울기가 제공됩니다.

μ(이동성)=2L/WCi ( D -/ ( V - ) ( d } { D - S } / ( _ { V - G

어디에,

L'은 채널 길이입니다.

와……………….채널 폭

CI' ………용량(F/cm2)

dVG' ........전송 플롯의 기울기

이동성의 단위는 cm2/V입니다.

c-HBC, c-OCBC 및 c-DBTTC와 그 많은 유도체는 p-타입, c-PDI 및 그 올리고머를 전자수용체로 [18][58]작용한다.실험에 따르면 왜곡된 c-HBC의 광자 변환 효율은 OPVs1의 평면 HBC보다 우수하다.일그러진 모양은 기증자와 [43]수용체 사이에 긴밀한 구조적 계면을 구축함으로써 분자의 전자 특성을 강화합니다.반면, c-PDI 이합체는 더 나은 전자 이동성(~10cm−22−1 Vs−1), 전자 수용성 및 풀레렌과 거의 유사한 LUMO 수준을 보여줍니다.

그림 12. 반도체 필름(위) OFET 출력 플롯(아래)으로 제작된 OFET.게이트 전압은 20V(빨간색)-100V(보라색)에서 20V 단위로 증가합니다.[56]

적용들

왜곡된 PAHs 및 유기반도체의 일반적인 적용방법은 다음과 같다.

유기발광다이오드

유기 반도체는 다양한 전자 디스플레이 [59][60][61][62]분야에서 OLED로 사용되고 있다.필립스는 2002년 최초의 OLED 기반 디스플레이 [63][64]패널을 탑재한 센소텍 필리샤브를 출시했다.코닥은 수상 경력이 있는 OLED 디스플레이 [65][66]기술을 탑재한 LS633 디지털카메라도 선보였다.소니는 또한 27인치 OLED 시제품 TV88을 생산했습니다.

유기 광전지

유기반도체 응용을 위해 광범위하게 연구된 또 다른 분야는 광하베스팅이다.현재의 광자 변환 효율이 이 기술의 상용화에 걸림돌이 될 수 있지만,[67][68][69] 저비용, 유연성, 소형화 등 매력적인 특징이 많이 있습니다.

유기 전계 효과 트랜지스터

OFET는 유기 반도체의 또 다른 흥미로운 응용 분야입니다.적절한 전제 조건을 갖춘 이 테크놀로지는 [70]사용 중인 기존 테크놀로지를 혁신할 수 있는 충분한 잠재력을 가지고 있습니다.

스마트 텍스타일

유기 반도체의 유연성과 경량 기능은 의료, 군사, 스포츠 및 우주 탐사에 스마트 패브릭과 같은 미래형 응용 프로그램을 제공합니다.이를 통해 이러한 [71][72]천을 착용한 사람의 건강을 실시간으로 관찰할 수 있습니다.

헬스케어

유기발광다이오드는 피부암의 광역학적 치료와 항노화 [73][74]치료의 화장품 산업에도 사용할 수 있다.

유연한 화면 및 디스플레이 장치

유연성은 유기반도체가 무기반도체보다 우수하다는 또 다른 이점을 준다.이 기술을 통해 우리는 작은 장치에 굴릴 수 있는 화면을 가질 수 있을 것이다.필립스는 흑백 프로토타입을 만들었다.

랩 온 어 칩

유기반도체 기술은 실리콘을 대체하고 있으며 언젠가는 칩에 [77]연구실을 두는 목표를 달성할 수 있을 것이다.

일그러진 방향 분자는 다양한 튜닝 및 적합 옵션을 제공합니다.전자수용체(n형) 및 전자공여체(p형) 왜곡분자를 모두 제조할 수 있다.비평면 구조는 자가조립 특성을 제공하여 혼합성과 위상 분리를 동시에 최적화합니다.왜곡된 방향족 분자의 전하 이동성은 평면 구조보다 2단계 높은 방향족 분자의 전하 침투 경로가 잘 조정되어 있음을 나타냅니다.PCE의 11%에서 이론상 최대 20%까지는 아직 갈 길이 멀다.만약 연구자들이 이 물질들의 혼재성과 위상 분리 사이에서 적절한 균형을 잡고 궤도를 정확히 조정할 수 있다면 그들은 최고의 유기 반도체를 찾을 수 있을 것이다.

「 」를 참조해 주세요.

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