Шведские ученые из Университета Линчепинга разработали новый метод, позволяющий улучшить проводимость органических полупроводников за счет воздуха. Это должно существенно удешевить производство таких устройств. Исследование опубликовано в научном журнале Nature.
Полупроводники на основе проводящих пластиков вместо кремния применяют использовать в цифровых дисплеях, солнечных элементах, светодиодах, датчиках, имплантатах и накопителях энергии.
Для повышения проводимости и изменения свойств полупроводника обычно используют так называемые легирующие примеси. Эти добавки облегчают перемещение электрических зарядов внутри полупроводникового материала и могут быть адаптированы для создания положительных (p-легирование) или отрицательных (n-легирование) зарядов. Наиболее распространенные присадки часто либо очень нестабильны, либо дороги, либо сложны в производстве, либо сочетают в себе три этих качества сразу.
Новый метод предполагает погружение проводящего пластика в специальный раствор соли (фотокатализатор) и затем на короткое время облучение его светом.
Продолжительность освещения определяет степень легирования материала. После этого раствор восстанавливается для дальнейшего использования, оставляя после себя проводящий пластик с p-легированием, в котором единственным потребляемым веществом остается кислород из воздуха.
Это возможно, поскольку фотокатализатор действует как «электронный челнок», забирая электроны или отдавая их материалу в присутствии жертвенных слабых окислителей или восстановителей. Это обычное явление в химии, но раньше не использовалось в органической электронике, отметили ученые.
По словам исследователей, легированный органический полупроводник имеет лучшую проводимость по сравнению с традиционными аналогами.
Ранее ученые впервые напечатали на 3D-принтере стеклянные датчики в 1000 раз меньше песчинки.