有機(jī)半導(dǎo)體是具有半導(dǎo)體性質(zhì)的有機(jī)材料,即導(dǎo)電能力介于金屬和絕緣體之間,具有熱激活電導(dǎo)率且電導(dǎo)率在10-10~100S·cm-1范圍內(nèi)的有機(jī)物。
organic semiconductor
有機(jī)半導(dǎo)體可分為有機(jī)物、聚合物和給體-受體絡(luò)合物三類。
有機(jī)物類包括芳烴、染料、金屬有機(jī)化合物,如紫精、酞菁、孔雀石綠、若丹明B等。
聚合物類包括主鏈為飽和類聚合物和共軛型聚合物,如聚苯、聚乙炔、聚乙烯咔唑、聚苯硫醚等。
電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物由電子給予體與電子接受體二部分組成,典型的有四甲基對(duì)苯二胺與四氰基醌二甲烷復(fù)合物。
有機(jī)半導(dǎo)體可用摻雜方法改變其導(dǎo)電類型和電導(dǎo)率。
半導(dǎo)體主要具有三大特性:1.熱敏特性半導(dǎo)體的電阻率隨溫度變化會(huì)發(fā)生明顯地改變。例如純鍺,濕度每升高10度,它的電阻率就要減小到原來(lái)的1/2。溫度的細(xì)微變化,能從半導(dǎo)體電阻率的明顯變化上反映出來(lái)。利用半...
半導(dǎo)體封裝簡(jiǎn)介:半導(dǎo)體生產(chǎn)流程由晶圓制造、晶圓測(cè)試、芯片封裝和封裝后測(cè)試組成。半導(dǎo)體封裝是指將通過(guò)測(cè)試的晶圓按照產(chǎn)品型號(hào)及功能需求加工得到獨(dú)立芯片的過(guò)程。封裝過(guò)程為:來(lái)自晶圓前道工藝的晶圓通過(guò)劃片工藝...
常用的半導(dǎo)體材料分為元素半導(dǎo)體和化合物半導(dǎo)體。元素半導(dǎo)體是由單一元素制成的半導(dǎo)體材料。主要有硅、鍺、硒等,以硅、鍺應(yīng)用最廣。化合物半導(dǎo)體分為二元系、三元系、多元系和有機(jī)化合物半導(dǎo)體。二元系化合物半導(dǎo)體...
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實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 精彩文檔 建 平 縣 職 業(yè) 教 育 中 心 備 課 教 案 課 題 模塊(單元)第一章 項(xiàng)目(課) 半導(dǎo)體的主要特征 授課班級(jí) 11電子 授課教師 安森 授課類型 新授 授課時(shí)數(shù) 2 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo) 描述半導(dǎo)體的主要特征 能力目標(biāo) 能夠知道 P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體的特點(diǎn) 情感態(tài)度目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)崗敬業(yè)精神 教學(xué)核心 教學(xué)重點(diǎn) 半導(dǎo)體的主要特征 教學(xué)難點(diǎn) P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體的特點(diǎn) 思路概述 先講解半導(dǎo)體的特點(diǎn),再講 P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體的特點(diǎn) 教學(xué)方法 讀書(shū)指導(dǎo)法、演示法。 教學(xué)工具 電腦,投影儀 教 學(xué) 過(guò) 程 一、組織教學(xué):師生互相問(wèn)候,安全教育,上實(shí)訓(xùn)課時(shí)一定要聽(tīng)從老師的指揮,在實(shí)訓(xùn)室不要亂動(dòng)電源。 二、復(fù)習(xí)提問(wèn):生活中哪些電子元器件是利用半導(dǎo)體制作出來(lái)的? 三、導(dǎo)入新課: 我們的生活中根據(jù)導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱可以分成哪幾種, 這節(jié)課我
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No. Type Vi Vo Fre Package Io ηmax OCP OTP SP 技術(shù)誤 差 同類PIN對(duì)PIN產(chǎn)品型 號(hào) 適用產(chǎn)品范圍 備注 1 TD1410 3.6~20 1.222~18 380KHz SOP-8 2A 95% Y ≤3% MPS1410/9141/ACT4060/A TC4012/FSP3126/ZA3020 等 便攜式DVD、LCD顯示驅(qū)動(dòng)板。液晶顯示器、液晶電視、數(shù)碼相 框.電信ADSL.車載DVD/VCD/CD.GPS。安防等 TD1410采用CMOS工藝 /6寸晶圓。是一款高效率低損耗 ,工作穩(wěn)定 ,性價(jià)比 很高使用面廣的 DC/DC電源管理芯片。 3 TD1534 1~20 0.8~18 380KHz SOP8 2A 95% Y ≤2% MP1513 TD1513 路由器,便攜式 DVD、機(jī)頂盒、平板電腦、筆記本電腦、 LCD顯示 驅(qū)動(dòng)板 .液晶
國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)在有機(jī)電子技術(shù)上獲得新突破,使得有機(jī)半導(dǎo)體導(dǎo)電性增加了一百萬(wàn)倍!有機(jī)半導(dǎo)體近年來(lái)在醫(yī)療設(shè)備、太陽(yáng)能等天然環(huán)保技術(shù)方面有著無(wú)量的前景。
這是普林斯頓大學(xué)、喬治亞理工學(xué)院和柏林洪堡大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)的共同成果,近期發(fā)表在《自然材料》雜志上。
有機(jī)半導(dǎo)體近年來(lái)因其天然、環(huán)保、柔韌性好等特點(diǎn),在軟性電子設(shè)備、顯示屏、太陽(yáng)能等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。不過(guò)這些有機(jī)材料的電子特性一般不佳。
該研究小組發(fā)現(xiàn)了一種強(qiáng)大的化學(xué)摻合劑,可以向碳基有機(jī)材料中加入電子,使得有機(jī)材料導(dǎo)電性提升約一百萬(wàn)倍。
這種新型摻合劑由成對(duì)含釕元素的分子組成,需要通過(guò)紫外線激活。令研究者們激動(dòng)的是,這些成分一旦被激活后,即便關(guān)閉了紫外線它們?nèi)阅鼙3直患せ顮顟B(tài)。
這一新?lián)胶蟿┎坏浅7€(wěn)定,而且對(duì)固態(tài)和液態(tài)的有機(jī)半導(dǎo)體材料均適用。
該研究小組成員、普林斯頓大學(xué)的博士生Xin Lin在成果發(fā)布會(huì)上說(shuō):「有機(jī)半導(dǎo)體是生產(chǎn)軟性設(shè)備的理想材料,令機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程低溫、節(jié)能?!?/p>
有機(jī)半導(dǎo)體在很多新興產(chǎn)業(yè)中具有不可估量的用途,比如能為醫(yī)療設(shè)備帶來(lái)革命性變化,大幅提升太陽(yáng)能技術(shù)等。許多有機(jī)材料受人青睞,如DNA材料、真絲等,有的材料甚至具有自我修復(fù)功能。
這些新興技術(shù)將提高很多設(shè)備的性能、使其更環(huán)保,或讓佩戴的人體更舒適。也許不遠(yuǎn)的一天,人們將發(fā)現(xiàn)自己和電子設(shè)備是如此完美地貼合!
導(dǎo)語(yǔ):從醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域到太陽(yáng)能技術(shù)領(lǐng)域,有機(jī)電子學(xué)都具有極其廣泛的應(yīng)用。一個(gè)國(guó)際研究小組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新工藝,能夠百萬(wàn)倍地提高有機(jī)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性。這是令人震驚的新發(fā)現(xiàn)。
有機(jī)電子
有機(jī)電子學(xué)是科技領(lǐng)域中一個(gè)不斷成長(zhǎng)的學(xué)科。這一學(xué)科將有機(jī)材料與先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合,創(chuàng)造出許多獨(dú)特的性能。由普林斯頓大學(xué),喬治亞理工學(xué)院和柏林洪堡大學(xué)的研究人員組成的國(guó)際研究小組不久前在《Nature Materials》雜志上發(fā)表了一項(xiàng)探索有機(jī)半導(dǎo)體的新研究。
有機(jī)半導(dǎo)體正越來(lái)越頻繁地用于未來(lái)科技領(lǐng)域,如柔性電子器件,高級(jí)器件顯示器,甚至是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器。
圖 | 紫外線激發(fā)半導(dǎo)體中的分子反應(yīng)。(圖片來(lái)源:Jing Wang /Xin Lin/普林斯頓大學(xué))
然而,有機(jī)材料并沒(méi)有因?yàn)槠溆杏玫碾娮犹匦远鵀槿怂?。為了改變這一局面,科學(xué)家們將這些材料與特定的化學(xué)物質(zhì)相結(jié)合,想盡辦法來(lái)提高這些材料的電子特性。在上述研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)了一種強(qiáng)有力的新型有機(jī)半導(dǎo)體摻雜劑,這種摻雜劑將電子添加到碳基材料中,使其電導(dǎo)率提高了大約一百萬(wàn)倍。
新的摻雜劑由含釕分子對(duì)組成,而研究人員用紫外線來(lái)激活這些分子對(duì)。令研究人員驚訝的是,這些摻雜劑一旦被激活,即使在紫外線關(guān)閉之后,它們?nèi)砸恢碧幱诩せ顮顟B(tài),從而進(jìn)入“動(dòng)力學(xué)穩(wěn)態(tài)”。
先進(jìn)的半導(dǎo)體
這種極好的新型摻雜劑不僅異常穩(wěn)定,而且可以在固體或溶液狀態(tài)的有機(jī)半導(dǎo)體中工作。普林斯頓大學(xué)博士生兼研究小組成員辛林在接受媒體采訪時(shí)說(shuō):“有機(jī)半導(dǎo)體是用節(jié)能低溫工藝制造柔性器件的理想材料”。
新興產(chǎn)業(yè)對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體的需求量很大。有機(jī)半導(dǎo)體有革新醫(yī)療設(shè)備,?大幅度改進(jìn)太陽(yáng)能技術(shù)等潛力。如今,許多新材料由蜘蛛絲編織而成,它們都具有真實(shí)的DNA, 有的甚至具有自愈功能。而有機(jī)半導(dǎo)體材料就是其中之一。
這些新興技術(shù)有望使我們的設(shè)備更高效,對(duì)環(huán)境更友好,并為人體提供更自然的體驗(yàn)。這不一定能使我們和機(jī)器融為一體,雖然埃隆·馬斯克認(rèn)為這是必要的。 但無(wú)論如何,科技正以造福于人類的方式與有機(jī)材料相結(jié)合。隨著設(shè)備的更新?lián)Q代,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)自己與它們的距離越來(lái)越近——這是之前想都不敢想的事。翻譯:李紅玲
編輯:Soybean
審校:Soybean
TechPower科技力
熱愛(ài)因科技而發(fā)生
有機(jī)太陽(yáng)電池由p-型有機(jī)半導(dǎo)體(p-OS)給體和n-型有機(jī)半導(dǎo)體(n-OS)受體共混活性層夾在透明導(dǎo)電電極和金屬電極之間所組成,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、成本低以及可采用溶液加工方法制備成柔性和半透明器件等優(yōu)點(diǎn),成為了近年來(lái)新能源研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。其中p-OS給體光伏材料包括共軛聚合物和有機(jī)小分子兩類材料。與聚合物相比,小分子材料具有確定的分子結(jié)構(gòu)、無(wú)合成批次差別、易提純等優(yōu)點(diǎn),因此有機(jī)小分子給體光伏材料也引起了人們的廣泛關(guān)注。全小分子非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)能電池使用p-OS小分子給體和n-OS小分子受體,同時(shí)具有小分子給體材料和非富勒烯小分子受體材料的優(yōu)點(diǎn),最近成為有機(jī)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。
在中國(guó)科學(xué)院先導(dǎo)項(xiàng)目的支持下,中科院化學(xué)研究所有機(jī)固體重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李永舫課題組研究人員最近在p-OS小分子給體材料和全小分子非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)電池的研究中取得系列研究進(jìn)展,使全小分子有機(jī)太陽(yáng)電池的能量轉(zhuǎn)換效率突破了10%。
p-OS小分子給體材料多采用A-π-D-π-A型(其中D代表給體結(jié)構(gòu)單元、A代表受體結(jié)構(gòu)單元)線性分子結(jié)構(gòu)。他們首先在其開(kāi)發(fā)的用于非富勒烯聚合物太陽(yáng)電池的J-系列高效聚合物給體光伏材料的基礎(chǔ)上,將J-系列聚合物小分子化,合成了基于苯并二噻吩(BDT)為給體單元、氟取代三氮唑(FBTA)為受體單元、乙腈酯基為末端受體單元的p-OS小分子H11和H12(分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1)。以H11為給體、n-OS小分子IDIC為受體的全小分子有機(jī)太陽(yáng)電池開(kāi)路電壓(Voc)達(dá)到0.977V,能量轉(zhuǎn)換效率(下面簡(jiǎn)稱效率)達(dá)到9.73%(J.Am.Chem.Soc.2017,139,5085-5094.)。
n-OS小分子受體材料具有各向異性的共軛骨架的特點(diǎn),因而優(yōu)化p-OS的分子結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)全小分子活性層的形貌以形成良好的給體-受體納米尺度相分離的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),是提高全小分子有機(jī)太陽(yáng)電池光伏性能的重要手段。他們以BDT為中心給體單元、將寡聚噻吩結(jié)構(gòu)引入p-OS分子結(jié)構(gòu)中,合成了兩個(gè)p-OS分子SM1和SM2(分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1)?;赟M1:IDIC的全小分子有機(jī)太陽(yáng)電池的效率達(dá)到10.11%(Chem Mater. 2017,29,7543–7553.),這是全小分子非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)電池效率首次突破10%。
在基于噻吩取代BDT的二維共軛聚合物中,硅烷基側(cè)鏈可以有效地降低聚合物的HOMO能級(jí),增強(qiáng)吸收和提高空穴遷移率。為了進(jìn)一步提升全小分子有機(jī)太陽(yáng)電池的光伏性能,他們最近又將硅烷基噻吩為側(cè)鏈的二維BDT單元引入到p-OS小分子給體材料中,合成了兩個(gè)新的p-OS小分子給體光伏材料H21和H22(分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1),并研究了不同末端受體單元對(duì)材料物理化學(xué)性質(zhì)及其光伏性能的影響。基于H22:IDIC的全小分子有機(jī)太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步提升到10.29%。這一結(jié)果最近發(fā)表在《先進(jìn)材料》(Adv.Mater.,2018,30, 1706361.)上。
圖:p-OS小分子給體和n-OS小分子受體IDIC的分子結(jié)構(gòu)、全小分子有機(jī)太陽(yáng)電池的器件結(jié)構(gòu)以及基于各給體材料全小分子有機(jī)太陽(yáng)電池的能量轉(zhuǎn)換效率