日本理化学研究所的化学家们开发出了一种分子，它可以提高有机电子设备的性能，而且比以前的替代品更稳定，增加了它在工业制造过程中使用的可能性。这项研究发表在《先进材料》杂志上。

传统电子设备由硅等硬半导体制成，但越来越多的有机半导体分子出现在使用有机发光二极管(OLED)的电视和手机显示屏等设备中。

这项研究的负责人、日本理化学研究所新兴物质科学中心的KazuoTakimiya解释道：“有机电子器件是实现薄、轻、柔韧器件的有力候选者，而这些特性使用无机材料则不易实现。”

但有机半导体需要其他分子(即掺杂​​剂)的帮助，以促进电荷通过。例如，一些掺杂剂含有高能级电子，这些电子可以很容易地释放到半导体中。但现有的电子给体有机掺杂剂往往不稳定，这使得它们难以设计、合成和处理，Takimiya说。

他的团队之前曾研究过一种名为四苯基二吡喃亚基的分子的衍生物，这种分子可以很容易地将电子捐献给有机半导体材料。现在，通过对这种分子进行进一步的调整，他们已经提高了它在高温下的稳定性。

最有希望的改变是添加了氮基胺基，将电子推入分子的中心区域。理论计算表明，由此产生的分子(称为DP7)具有足够高能级的电子。实验表明，它也非常稳定，可以通过真空沉积添加到设备中——这是半导体制造中最广泛使用的工艺之一。

该团队将DP7整合到多种有机电子设备中，包括有机场效应晶体管(OFET)，该晶体管由硅基基板上的巴克明斯特富勒烯薄膜或“巴基球”组成。他们添加了超薄的DP7贴片，将巴克明斯特富勒烯层连接到金电极。

研究人员发现，巴克明斯特富勒烯和DP7之间的界面电阻比之前的掺杂剂变体要低得多——事实上，它是迄今为止报道的所有电子掺杂OFET中电阻最低的之一。这将增强电子流入巴克明斯特富勒烯的能力。

此外，该装置非常稳定，在惰性气体环境下储存两周后没有出现任何性能下降。

DP7很容易由市售化学品制成，只需两种化学反应即可，Takimiya乐观地认为它可以在工业上得到应用。“对于商用设备，它可以用来提高真空工艺制造的OLED中电子传输层的导电性。”

研究人员目前正在寻找具有更强电子给体能力的其他稳定掺杂剂。

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