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光配向膜上涂覆液晶溶液中生长的单晶C<sub>8</sub>-BTBT的晶体管特性
摘要: 我们通过液晶溶液涂布法研究了苯并噻吩并苯并噻吩类有机半导体的单晶生长,并对其电学特性进行了测试。结果表明,在饱和区沿晶向b轴的平均迁移率达到2.08 cm2/Vs,沿晶向a轴的平均迁移率为1.08 cm2/Vs。
关键词: 有机半导体、液晶溶剂、单晶、溶液涂布、有机场效应晶体管
更新于2025-09-23 15:00:21
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通过布拉格模式将有机发光二极管从蓝色转换为白色
摘要: 有机发光二极管(OLED)已被证实是用途广泛的光源,可轻松集成于大面积表面和柔性基底。此外,OLED的低制造成本使其作为通用照明光源极具吸引力。当前白光OLED的制备方法依赖于多种有机发光体的组合和/或在厚活性介质中引入多个腔模。这些结构在器件设计和性能提升方面都带来巨大挑战,即随着亮度增加效率下降(效率滚降)以及使用寿命短的问题。我们首次展示了一种由厚度不足100纳米的蓝色单发射层与介质分布式布拉格反射器(DBR)的光子布拉格模耦合构成的OLED白光生成方案。研究表明,虽然布拉格模主要位于DBR堆栈内部,但能与发射层显著重叠,从而有效增强整个可见光谱范围内选定波长的光子发射和外耦合效率。此外,我们发现通过调节DBR参数可控制色温,为优化白光发射光谱提供了高度灵活性。
关键词: 分布式布拉格反射器、白光有机发光二极管(WOLEDs)、法布里-珀罗模式、电致发光颜色转换、有机半导体
更新于2025-09-19 17:13:59
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共轭聚合物的分子工程:作为多功能p-i-n钙钛矿太阳能电池的空穴传输层
摘要: 随着钙钛矿材料(在太阳能电池和发光二极管等光电器件领域具有巨大潜力)的发展,大量被关键应用于空穴传输层和电子传输层的有机半导体聚合物已被合成与研究。在neiep结构钙钛矿太阳能电池中,多种优异聚合物材料已成功应用。然而在peien结构太阳能电池中,聚合物的疏水性导致钙钛矿薄膜的顺序沉积困难。虽已提出若干破坏性方法,但迫切需要更有效且根本的解决方案。本研究通过简单溶剂工艺,基于分子工程提出一种非破坏性聚合物空穴传输层(HTL)薄膜形成工艺。采用不同挥发性的溶剂时,我们成功在由高挥发性溶剂形成的聚合物薄膜上制备了钙钛矿薄膜。此外,通过掠入射广角X射线散射(GIWAXS)测量,我们阐明了薄膜中分子的结构与取向,发现水平排列的疏水烷基团呈面朝上取向的分子结构会降低薄膜表面能。定量近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)分析结果表明,分子倾斜角与表面能存在关联。该研究为聚合物取向与表面能研究提供了指导,采用此聚合物HTL制备的钙钛矿太阳能电池展现出良好的耐久性与柔韧性。我们预期该方法将为peien结构太阳能电池制备开辟新途径,并通过所提出的分子工程工艺开发出多种有价值的p型共轭聚合物。
关键词: 溶剂法、有机半导体、柔性器件、共轭聚合物、钙钛矿太阳能电池、分子工程
更新于2025-09-19 17:13:59
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近红外光声成像的最新进展:成像方式与有机半导体造影剂
摘要: 过去几十年间,光声效应得到了广泛研究,催生了多种应用,如光声光谱技术、化学能量估算或即时检测。值得注意的是,光声成像(PAI)技术也随之发展,并因外源性成像剂的显著进步,能在近红外(NIR)区域构建成像平台,从而在生物相关或临床成像领域受到广泛关注。近红外光声成像平台如今为高分辨率、深部组织成像铺平了道路,这对当代诊疗一体化(精准诊断与及时治疗的结合)至关重要。本综述报道了近红外光声成像模式及半导体对比剂的最新进展,概述了当前近红外成像的趋势,并为光声成像系统的未来发展提供了进一步方向。
关键词: 光声成像、近红外、造影剂、有机半导体
更新于2025-09-19 17:13:59
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共轭聚合物调控小分子有机半导体的形貌与电荷传输
摘要: 在本研究中,我们报道了一种通过混合共轭聚合物添加剂聚(3-己基噻吩)(P3HT)来调控溶液加工有机半导体的结晶、微观结构及电荷传输的有效方法。当以6,13-双(三异丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯(TIPS并五苯)作为模型半导体材料与不同比例的P3HT混合时,其分子间相互作用产生了独特的TIPS并五苯薄膜形貌,包括随机取向的晶体条带、长程有序性增强的细长针状结构以及具有互联结构的草状弯曲微丝。每种形貌都与显著不同的电荷传输特性和器件性能相关联。与原始TIPS并五苯器件相比,添加2 wt% P3HT的底部栅极/顶部接触型有机场效应晶体管(OTFTs)的平均场效应迁移率和性能一致性(定义为平均迁移率与标准偏差的比值)分别提升了2倍和5倍。晶体管电学性能的提升可归因于晶体取向与均匀性的协同增强效应以及覆盖面积的增加。本工作不仅适用于本研究中的特定案例,还可推广用于调控其他小分子有机半导体的电荷传输性能。
关键词: 有机薄膜晶体管、TIPS并五苯、有机半导体、薄膜形貌、P3HT、电荷传输、共轭聚合物
更新于2025-09-19 17:13:59
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研究溶液加工方法对有机半导体薄膜形貌特性的影响及其对OLED性能与寿命的作用
摘要: 研究人员考察了刮涂与旋涂法制备有机半导体薄膜的形貌特性,并分析了这两种溶液涂布工艺对OLED空穴传输层(HTL)和发光层(EML)的影响。瞬态光致发光测试表明,刮涂薄膜的激子寿命长于旋涂薄膜,说明刮涂法能形成聚集程度更低、形貌更均匀的薄膜。采用刮涂CBP:Ir(ppy)3发光层的OLED器件在20 mA/cm2电流密度下外量子效率(EQE)达8.6%,而相同结构但采用旋涂发光层的器件仅为6.4%。此外,刮涂CBP:Ir(ppy)3器件在电老化20分钟后,其电致发光峰强度仅衰减初始值的52%,旋涂器件则衰减74%。刮涂器件的高效率与长寿命可能源于更均匀或低聚集的薄膜形貌。这些发现证明刮涂法是极具前景的溶液加工技术,有助于制备更高效率、更长寿命的小分子溶液涂布OLED及有机光电器件。
关键词: 刮刀涂布、有机发光二极管、使用寿命、有机半导体、旋涂、形貌
更新于2025-09-19 17:13:59
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四氰基茚满用于有机半导体化学掺杂的光电及电子特性
摘要: 有机半导体的化学掺杂是提升众多有机电子和光电器件性能的常用技术。四氟四氰基醌二甲烷(F4-TCNQ)作为最广为人知的p型掺杂剂之一,具有强电子受体所需的特性。尽管其电子接受能力极强,但F4-TCNQ价格昂贵,难以满足大面积应用需求。本研究引入一种名为四氰基茚(TCI)的小分子作为潜在p型掺杂剂。该分子因其在非线性光学领域的应用而闻名,其高极化率源于四个吸电子基团——氰基的引入。这四个氰基同样存在于F4-TCNQ分子中,与四个氟原子共同增强吸电子能力。我们推测TCI可能具有与F4-TCNQ相当的接受强度,有望成为更廉价的替代品。通过循环伏安法(CV)、紫外-可见-近红外光谱(UV/Vis/NIR)、光致发光(PL)及电流-电压(IV)测试对比分析了TCI与F4-TCNQ的接受强度,并将其掺入聚3-己基噻吩(P3HT)中观察其对有机半导体的掺杂效果。
关键词: p型掺杂剂、F4-TCNQ、四氰基茚满、化学掺杂、有机半导体
更新于2025-09-16 10:30:52
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研究采用脉冲激光沉积技术制备的不同厚度有机半导体(CuPc)的非线性特性
摘要: 通过脉冲激光沉积技术分别研究了铜酞菁(CuPc)薄膜(厚度为150、300和450纳米)的光学吸收光谱、光致发光特性及非线性光学性质。吸收光谱显示存在两个特征谱带:位于紫外区约330纳米的B带和可见光区约650纳米的Q带。针对不同厚度的沉积样品测定了相应的光致发光光谱?;诒蘸嫌肟趴拙禯扫描数据,采用光束腰斑(24.2微米)、波长(632.8纳米)及瑞利长度(2.9毫米)的氦氖激光器,分别计算出非线性吸收系数与非线性折射率。通过闭合孔径与开放孔径数据比值精确测定了非线性折射率。研究最终证实该沉积薄膜在632.8纳米波长下具有光学限幅适用性。
关键词: 酞菁铜,有机半导体,非线性特性,脉冲激光沉积
更新于2025-09-16 10:30:52
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解开钙钛矿太阳能电池分子空穴传输材料的结构-性能关系
摘要: 阐明分子半导体电子性质背后的结构基础与微观机制,对提升钙钛矿太阳能电池性能的材料设计至关重要。本文通过两个双(4-甲氧基苯基)氨基端基修饰三种共轭准线性片段(9,9-二甲基-9H-芴、9,9-二甲基-2,7-二苯基-9H-芴和2,6-二苯基二噻吩[3,2-b:2',3'-d]噻吩),构建了结构简单的分子半导体Z1、Z2和Z3,其晶体分别属于单斜、三斜和单斜晶系。基于原子间量子理论和能量分解分析,计算了单晶中提取的多种密堆积二聚体的非共价相互作用模式与能量,并测算了这些二聚体的转移积分、重组能、质心距离及单晶能带结构,从而确定空穴传输的理论极限与微观传输图景。溶液成膜体系的联合X射线衍射与空间电荷限制电流测试表明,结晶度是决定薄膜空穴迁移率的主导因素。光电子能谱与光致发光测量显示,Z3与钙钛矿增强的界面相互作用可缓解空穴提取驱动力降低的不利影响。对比研究表明:具有适当HOMO能级排列与高薄膜迁移率的分子半导体Z3可用于高效钙钛矿太阳能电池,实现20.84%的优异光电转换效率,甚至高于Spiro-OMeTAD参比器件的20.42%。
关键词: 电荷复合、钙钛矿太阳能电池、分子晶体、非共价相互作用、结晶度、电荷传输、有机半导体
更新于2025-09-16 10:30:52
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增强自组装N···I卤键有机半导体的电荷迁移率:基于实验与计算视角的设计方法
摘要: 通过实验与计算相结合的方法,研究了含分子间卤键作用的吡啶-乙炔基碘苯超分子的电荷传输行为。分子的选择性氟化可调控其结晶模式,并有望提升晶体中的电荷迁移率。我们报道了这些分子的合成路线、完整的化学表征及解析的晶体结构,同时通过电荷传输的计算分析从分子层面揭示了决定迁移率的结构-功能关系。研究重点指出:选择性氟化、卤键作用模式与扩展π体系的协同效应,具有同时增强空穴和电子迁移率的潜力。
关键词: 选择性氟化和苯基化、空穴与电子迁移率、卤键、有机半导体、电荷传输、密度泛函理论
更新于2025-09-16 10:30:52