تجول الإلكترونات في أشباه الموصلات العضوية

أول دليل على النقل الفعال للإلكترون في أشباه الموصلات الهجينة

أشباه الموصلات المختلطة ذات الخصائص الإلكترونية الجديدة © International University Bremen
قراءة بصوت عال

تعتبر أشباه الموصلات العضوية حلاً مستقبلاً واعداً للإلكترونيات المصغرة والمرنة والفعالة من حيث التكلفة. لكن لا يُعرف الكثير عن خصائص أشباه الموصلات. لقد أثبت الفيزيائيون الآن لأول مرة أن الإلكترونات الموجودة فيها يمكن فصلها عن نطاقها بشكل كبير - وهو شرط أساسي للنقل الحالي الفعال.

على عكس الإلكترونيات التقليدية القائمة على السيليكون ، تُعتبر إلكترونيات أشباه الموصلات العضوية مجال تطوير مستقبلي لتطبيقات إلكترونية فعالة للغاية من حيث التكلفة وفعالة للغاية ويمكن تصغيرها.

قام علماء من جامعة بريمن الدولية (IUB) في مجموعة ستيفان تاوتز ، أستاذ الفيزياء ، بقياس عدم تحديد موقع قوي في نظام نموذجي ، مما يشير إلى أن الإلكترونات في أشباه الموصلات العضوية تعمل بشكل فعال للغاية على طول الواجهة من خلال المادة بدلا من الاضطرار إلى القفز ببطء من جزيء إلى جزيء.

تسمح النتائج ، التي نشرت في المجلة العلمية Nature في 16 نوفمبر 2006 ، باستخلاص استنتاجات حول الآليات الأساسية لنقل الإلكترون في المواد العضوية وعلى واجهاتها مع جهات الاتصال المعدنية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تكون ذات أهمية كبيرة لتطوير المواد المختلطة ذات الخصائص الإلكترونية التي تهم التطبيقات.

التفاعل في طبقة الحدود

بالنسبة لتجاربهم ، أعد علماء IUB نظامًا نموذجيًا خاصًا يتم فيه تطبيق طبقات مادة أشباه الموصلات العضوية PTCDA (3،4،9،10-perylenetetracarboxylic acid dianhydride) كمجموعات جزيئية بقطر قليل من النانومتر قطرها إلى الناقل المعدني Ag (111). تم إجراء تحقيقات الكشف عن إلغاء تحديد موقع الإلكترون باستخدام مجهر نفق مسح ضوئي عالي درجة الحرارة منخفض للغاية من IUB ، والذي يسمح بتصور الجزيئات الفردية والمجموعات الجزيئية داخل الطبقات الجزيئية وكذلك التحقيق الطيفي للهياكل النانوية لأشباه الموصلات. عرض

إن السبب وراء عدم ارتباط الإلكترون القوي الملحوظ في الطبقات التي تم فحصها هو التفاعل الكيميائي المعقد بين عنصرين من المادة المختلطة ، مما يؤدي من بين أشياء أخرى إلى تشوه مكاني للجزيئات العضوية وإلى تكوين طبقة حدود رقيقة ذات خواص إلكترونية جديدة تمامًا. التجارب في IUB هي دليل واضح على التفاعل الكيميائي المحدد بين الجزيئات المعدنية والعضوية في أشباه الموصلات.

"إن رؤيتنا حول واجهات المعادن العضوية ، مثل النظام النموذجي الذي ندرسه ، تساعد على فهم الآليات الأساسية لنقل الإلكترون الجزيئي ، والمساعدة في تحسين العمليات الإلكترونية التي وقال تاوتز في النتائج التي توصلت إليها مجموعته: "تعمل في الوقت الحالي بجد لجعل الإلكترونيات العضوية لاعبة رئيسية على طريق الاستخدام".

(idw - جامعة بريمن الدولية ، 17/11/2006 - DLO)