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有机材料中可建“电子高速公路”增强太阳能电池板导电性

时间:2022-07-28 00:49 点击次数:
  本文摘要:美国佛蒙特大学(UVM)物理学家和材料学家马达里那福瑞斯领导的研究团队日前称之为,他们研究出有一种新方法,能在低成本的有机材料中建构电子高速公路,强化太阳能电池板和柔性电子产品的导电性。这将有助找寻替代传统以硅为基础的电子元器件材料。

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美国佛蒙特大学(UVM)物理学家和材料学家马达里那福瑞斯领导的研究团队日前称之为,他们研究出有一种新方法,能在低成本的有机材料中建构电子高速公路,强化太阳能电池板和柔性电子产品的导电性。这将有助找寻替代传统以硅为基础的电子元器件材料。

  研究人员公开发表在近日出版发行的《大自然通讯》杂志上的论文称之为,鉴于让电子在有机材料中较慢流动这样的基础科学问题仍并未获得根本性解决问题,他们利用新方法,在被称作酞菁的低成本蓝色染料中修建一条电子高速公路,进而使电子在有机半导体中流动的速度更加慢、距离更加近。  目前,很多柔性电子设备不会依赖有机材料的超薄涂层来提供阳光,并利用取名为激子的激发态材料将之转化成为电流。一般来讲,激子是一种流离失所的电子,它们与回到后面的孔洞初始化在一起。

这些激子可以在分解成产生电流之前减少扩散距离,这对于强化有机半导体的导电效率至关重要。  福瑞斯团队用于一种新型的光学技术,在酞菁薄膜的晶体边界中仔细观察到纳米尺度上的缺失,正是这些缺失沦为电子高速公路的障碍。福瑞斯说道:我们找到有很多山丘和坑洞必须电子去翻过或逃离。

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  为了寻找这些缺失,UVM团队取得美国国家科学基金会的反对后,创立了一种桌子大小的激光扫描望远镜,它能观测酞菁晶体的分子结构,容许科学家了解理解分子化学键和边界对激子运动的影响。  研究团队指出,正是这些晶体边界造成了激子蔓延的屏障。

这种能量障碍几乎能被避免,关键是要十分慎重地用一种空心毛细管,并以类似于毛笔书写那样的技术来掌控超薄涂层,才能让激子较慢而有效地通过障碍。  虽然公开发表的成果只注目了有机材料酞菁,但新的研究获取了探寻强化其他有机材料导电性的强有力的新方法。

  总编辑圈点  当科技产业如火如荼地向前前进时,材料既是妨碍,也是机遇。原有材料总有性能不适应环境新的必须的瓶颈,而新材料总会在突破原先的物理、化学性质束缚的同时,为科研、产业界带给新的方向,也为我们的生活带给新体验。尽管文中酞菁材料主要用作展出电子与山丘和坑洞的关系,离产业化应用于差得太远,但本成果却寻找了材料学研究的一个创新性方法,修改了有机材料导电的研究,我们期望该方法能读取其他材料上并带给根本性的找到。


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