Organische halfgeleiders

Het gebruik van organische halfgeleiders strekt zich uit tot vele gebieden van de elektronica: ze zijn toepasbaar als lichtgevoelige materialen voor het vastleggen van informatie, ze worden gebruikt bij de vervaardiging van sensoren. Apparaten gemaakt op basis van organische halfgeleiders zijn bestand tegen straling, waardoor ze zelfs in de open ruimte en in nucleaire technologieën kunnen worden gebruikt.

Organische halfgeleiders omvatten vaste organische verbindingen die aanvankelijk een gat of elektronische geleidbaarheid hebben of krijgen onder invloed van externe factoren, evenals een positieve temperatuurcoëfficiënt van elektrische geleidbaarheid.

Halfgeleiders van deze structuur worden gekenmerkt door de aanwezigheid van geconjugeerde aromatische ringen in de moleculen. Door de excitatie van p-elektronen gedelokaliseerd langs de geconjugeerde bindingen, worden stroomdragers gevormd in organische halfgeleiders. Bovendien neemt de activeringsenergie van deze elektronen af ​​​​met een toename van het aantal conjugaties in de structuur, en in polymeren kan het het niveau van thermische energie bereiken.

De eigenschap van geleidbaarheid in organische halfgeleiders is gebaseerd op de beweging van ladingsdragers zowel binnen het molecuul als tussen moleculen. Dientengevolge hebben halfgeleiders met een hoog molecuulgewicht een weerstand van 10 ^ 5 tot 10 ^ 9 Ohm * cm bij kamertemperatuur en halfgeleiders met een laag molecuulgewicht - van 10 ^ 10 tot 10 ^ 16 Ohm * cm. En in tegenstelling tot gewone halfgeleiders is er geen uitgesproken geleiding van onzuiverheden bij lage temperaturen.

In werkelijkheid bestaan ​​organische halfgeleiders in de vorm van amorfe of polykristallijne poeders, films en enkele kristallen. Halfgeleiders in deze context kunnen moleculaire kristallen en complexen, organometaalcomplexen, maar ook pigmenten en polymeerhalfgeleiders zijn.

Moleculaire kristallen zijn polycyclische aromatische laagmoleculaire kristallijne verbindingen die aromatische ringen bevatten met een systeem van geconjugeerde dubbele bindingen. Moleculaire kristallen omvatten fenantreen, antraceen C14H10, naftaleen C10H8, ftalocyanines, enz.

Organometaalcomplexen omvatten stoffen met een laag molecuulgewicht met een metaalatoom in het midden van het molecuul. Deze materialen zijn polymeriseerbaar. Een prominente vertegenwoordiger van het organometaalcomplex is koperftalocyanine.

Moleculaire complexen zijn polycyclische verbindingen met een laag molecuulgewicht met intermoleculaire elektronische interacties. Door hun structuur zijn moleculaire complexen homogeen en gelaagd (met p-type en n-type lagen). Halogeenaromatische complexen worden gekenmerkt door een homogene structuur en lagen, bijvoorbeeld antraceenverbindingen met alkalimetalen.

Polymere halfgeleiders zijn verbindingen met verlengde conjugatieketens in macromoleculen en hebben een complexe structuur.Hoe langer de conjugatieketen, hoe hoger de specifieke elektrische geleidbaarheid van de stof.

Pigmenten hebben halfgeleidereigenschappen: eosine, indigo, radoflavine, trypaflavine, pinacyanol, rhadamine, enz. En van natuurlijke pigmenten - caroteen, chlorofyl, enz.