Ученые получили кристаллы для гибкой электроники

На физическом факультете МГУ вырастили органические полупроводниковые кристаллы с рекордно высокой светоизлучательной способностью. Новые материалы можно использовать для создания гибкой и прозрачной электроники, а использованный учеными метод синтеза значительно дешевле аналогов, говорится в пресс-релизе МГУ.

Исследователи с физического факультета МГУ совместно с российскими и зарубежными коллегами совершили двойной прорыв, применив для выращивания кристаллов намного более простые и дешевые технологии, которые до того считались бесперспективными, сообщает пресс-служба МГУ им. М.В. Ломоносова. Результаты своей работы ученые опубликовали в последнем номере журнала Applied Materials and Interfaces.

Органическая оптоэлектроника – стремительно развивающаяся область исследований, которая обещает сделать доступными легкие, гибкие и прозрачные электронные устройства нового поколения, такие, как органические светотранзисторы и органические лазеры с накачкой электрическим током – заветной мечтой любого лазерщика. Это очень перспективная область: благодаря хотя бы уже своей доступности органические полупроводники в принципе могут даже потеснить кремний с его электронного трона.

До сих пор считалось, что органические полупроводниковые кристаллы, выращенные путем кристаллизации из паровой фазы, намного предпочтительнее тех, что выращены из растворов, поскольку из пара можно получать более чистые, более свободные от примесей структуры.

Группа физиков из МГУ этого мнения не разделяет и полагается на растворное выращивание по ряду причин, в первую очередь, потому что это предполагает использование более простых и дешевых технологий.
В качестве основного полимера для исследований ими были выбраны так называемые тиофен-фениленовые олигомеры. Нужные молекулы были синтезированы для них химиками – коллегами из МГУ и Института синтетических полимерных материалов РАН. Из этих молекул на физфаке МГУ были из раствора выращены кристаллы, здесь же измерены их люминесцентные и электрические свойства.

Главный результат этого исследования оказался ошеломляющим: "растворные" кристаллы светили сильнее, чем их аналоги, полученные другими исследователями из пара. Их квантовый выход (то есть количество испущенных фотонов по отношению к поглощенным) достигал 60%, тогда как те же кристаллы, но "на пару", давали не больше 38%.

Такое разительное различие в светимости физики объясняют в частности тем, что, возможно, при растворном выращивании в кристаллах подавляются некие внутренние, безызлучательные каналы релаксации, забирающие на себя часть поглощенной энергии, однако, по-видимому, это не единственное объяснение.

Подробнее:http://rosnauka.ru/news/1311

Светимость оказалась не единственным плюсом «растворных» методик. В одном из своих прошлых исследований группа Паращука обнаружила, что можно выращивать кристаллы на поверхности раствора вместо твердой подложки – за счет сил поверхностного натяжения. И эти кристаллы по качеству не уступают кристаллам «из пара».

Подробнее:http://rosnauka.ru/news/1311

Паращук подчеркивает, что применимость их кристаллов в светотранзисторах, а значит и в органической оптоэлектронике – это пока только предположение, справедливость которого еще нужно доказывать. То же самое можно сказать и о возможном получении на этой основе лазеров с электрической накачкой, то есть лазеров, управляемых электрическим током.

«Получить такие лазеры, которые можно "зажигать", просто подключив пленку к источнику, люди мечтают давно, но пока еще они не получены, – говорит Паращук. – Мы надеемся, что с помощью органических кристаллов мы эту цель сможем приблизить. Сочетание хорошей проводимости и высокой эффективности излучения света позволяет надеяться, что именно на таких кристаллах будет сделан первый лазер с электрической накачкой».

Источник: rosnauka.ru