| 2022年6月9日 | |
實現有機半導體中的“矽狀”摻雜 |
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| （（Nanowerk聚光燈）摻雜，可以為半導體提供載體，是半導體和設備的必不可少的技術，可以根據摻雜劑為孔或電子提供的電荷載體，將其歸類為N和P摻雜。 | |
| 對於最廣泛使用的無機半導體矽，N-和P型摻雜方法均已很好地確定，從而使矽具有有效且可控製的摻雜。例如，當植入磷原子以取代矽原子以進行N摻雜時，則在N型矽中的結果。 | |
| 同樣，當使用硼原子進行P摻雜時，獲得P型矽。此類過程的摻雜效率可以高達100％，並且摻雜水平可以通過摻雜原子的植入比很容易控製。這些成功的興奮劑策略是微電子中矽工業使用的基石。 | |
| 有機半導體（OSC）是一類由共軛分子或聚合物組成的半導體材料。與無機半導體相比，OSC具有獨特的優勢，包括可以進行解決方案處理，適用於電子產品的低成本和大區塊製造，並且適用於柔性/可拉伸電子設備等。 | |
| 鑒於摻雜技術對半導體的重要性，建立類似於矽的OSC的摻雜方法非常有吸引力。這將簡化為各種應用合成不同類型的OSC的難度和成本，並導致有趣的結構，例如有機PN同型。但是，由於在典型的OSC（N-或P-Type）上同時有效的P和N摻雜的困難，因此實現這一想法仍然是一個核心挑戰。 | |
| 在最近的一項研究中（事情，，，，“選擇性摻雜單個雙極有機半導體以獲得P-和N型半導體”），一群來自中國和美國的研究人員解決了上述挑戰，並證明了通過選擇性摻雜完全控製解決方案處理的OSC的極性的可行性。 | |
| 這是通過將OSC（PBBT-4T-2F）與均衡的雙極傳輸作為宿主半導體的合成，以及使用適當的摻雜劑TRTPFB（P-popant）和N-DMBI（N-摻雜劑）。由於矽宿主的半導體（如矽）具有P-和N型特性，因此它提供了P-和N摻雜的可能性。因此，僅通過宿主OSC的p和n摻雜來實現P-和N型OSC。 | |
| 一個典型的結果是，P型和N型場效應晶體管設備均可僅通過適當的摻雜來由主機半導體PBBT-4T-2F製成（圖1）。 | |
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| 圖1.用於製造P-和N型場效應晶體管的單個有機半導體的選擇性摻雜。（經https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.05.037的許可轉載） | |
| 利用這種興奮劑技術，作者還顯示了使用P和N摻雜的半導體層構建PN同型的可行性。他們采用了膜幹傳遞方法獲得有機PN同型和相應的二極管結構設備。 | |
| 作者表明，在PN同型接口處發生帶彎曲，這會導致帶有內置電壓的耗盡區域。這些有機PN同型為OSC中半導體物理學的進一步研究提供了獨特的平台。 | |
| 此外，近紅外（NIR）光電二極管是根據有機PN同型構建的，以證明其潛在的應用。借助PN同型中的內置電場，光電二極管設備可以在自動模式下工作。 | |
| 總而言之，這項工作表明有機半導體中“類似矽的”摻雜的實現，並可能通過單個宿主有機半導體的可控摻雜來激發人們對構建新型設備的更多興趣。 | |
| 經過Suhao Wang，Laboratoire de Physicochimie desPolymères等人的主要研究員，Cy Cergy ParisUniversité。電子郵件：電子郵件：[電子郵件保護] | |
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