Organische Halbleiter
Der Einsatz organischer Halbleiter erstreckt sich auf viele Bereiche der Elektronik: Sie eignen sich als lichtempfindliche Materialien zur Informationsaufzeichnung, sie werden bei der Herstellung von Sensoren eingesetzt. Geräte auf Basis organischer Halbleiter sind strahlungsbeständig und können daher auch im offenen Weltraum und in der Nukleartechnologie eingesetzt werden.
Organische Halbleiter umfassen feste organische Verbindungen, die zunächst eine Loch- oder elektronische Leitfähigkeit sowie einen positiven Temperaturkoeffizienten der elektrischen Leitfähigkeit besitzen oder unter dem Einfluss äußerer Faktoren erwerben.
Halbleiter dieser Struktur zeichnen sich durch das Vorhandensein konjugierter aromatischer Ringe in den Molekülen aus. Durch die Anregung entlang der konjugierten Bindungen delokalisierter p-Elektronen werden in organischen Halbleitern Stromträger gebildet. Darüber hinaus nimmt die Aktivierungsenergie dieser Elektronen mit zunehmender Anzahl von Konjugationen in der Struktur ab und kann in Polymeren das Niveau thermischer Energie erreichen.
Die Eigenschaft der Leitfähigkeit in organischen Halbleitern beruht auf der Bewegung von Ladungsträgern sowohl innerhalb des Moleküls als auch zwischen Molekülen. Infolgedessen haben Halbleiter mit hohem Molekulargewicht bei Raumtemperatur einen Widerstand von 10 ^ 5 bis 10 ^ 9 Ohm * cm und Halbleiter mit niedrigem Molekulargewicht - von 10 ^ 10 bis 10 ^ 16 Ohm * cm. Und im Gegensatz zu gewöhnlichen Halbleitern gibt es bei niedrigen Temperaturen keine ausgeprägte Verunreinigungsleitung.
In Wirklichkeit liegen organische Halbleiter in Form von amorphen oder polykristallinen Pulvern, Filmen und Einkristallen vor. Halbleiter können in diesem Zusammenhang molekulare Kristalle und Komplexe, metallorganische Komplexe sowie Pigmente und Polymerhalbleiter sein.
Molekülkristalle sind polyzyklische aromatische kristalline Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht, die aromatische Ringe mit einem System konjugierter Doppelbindungen enthalten. Zu den molekularen Kristallen gehören Phenanthren, Anthracen C14H10, Naphthalin C10H8, Phthalocyanine usw.
Organometallische Komplexe umfassen niedermolekulare Substanzen mit einem Metallatom im Zentrum des Moleküls. Diese Materialien sind polymerisierbar. Ein prominenter Vertreter des metallorganischen Komplexes ist Kupferphthalocyanin.
Molekulare Komplexe sind polyzyklische Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht und intermolekularen elektronischen Wechselwirkungen. Aufgrund ihrer Struktur sind Molekülkomplexe homogen und geschichtet (mit p-Typ- und n-Typ-Schichten). Halogenaromatische Komplexe zeichnen sich durch eine homogene Struktur und Schichtung aus, beispielsweise Anthracenverbindungen mit Alkalimetallen.
Polymere Halbleiter sind Verbindungen mit verlängerten Konjugationsketten in Makromolekülen und einer komplexen Struktur.Je länger die Konjugationskette ist, desto höher ist die spezifische elektrische Leitfähigkeit des Stoffes.
Pigmente haben Halbleitereigenschaften: Eosin, Indigo, Radoflavin, Trypaflavin, Pinacyanol, Rhadamin usw. Und aus natürlichen Pigmenten - Carotin, Chlorophyll usw.