Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике   Искать в Школе для электрика:
 
 

 

Справочник электрика / Электротехнические материалы

 

Органические полупроводники


Применение органических полупроводников распространяется на многие области электроники: они применимы в качестве светочувствительных материалов при записи информации, используются в изготовлении датчиков. Приборы, изготовленные на базе органических полупроводников, отличаются стойкостью к радиации, поэтому могут применяться даже в открытом космосе и в атомной технике.

К органическим полупроводникам относятся твердые органические соединения, изначально имеющие, либо приобретающие под действием внешних факторов, дырочную или электронную проводимость, а также положительный температурный коэффициент электропроводности.

Для полупроводников данной структуры характерно наличие в молекулах ароматических колец с сопряженными связями. Вследствие возбуждения делокализованных по сопряженным связям p-электронов, в органических полупроводниках образуются носители тока. Причем энергия активации данных электронов уменьшается с ростом числа сопряжений в структуре, и в полимерах может доходить до уровня тепловой энергии.

Органические полупроводники

Свойство проводимости в органических полупроводниках основано на движении носителей заряда как внутри молекулы, так и между молекулами. В результате высокомолекулярные полупроводники обладают при комнатной температуре удельным сопротивлением от 10^5 до 10^9 Ом*см, а низкомолекулярные — от 10^10 до 10^16 Ом*см. И в отличие от простых полупроводников, ярко выраженной примесной проводимости в условиях низких температур здесь не проявляется.

В реальности органические полупроводники существуют в форме аморфных или поликристаллических порошков, пленок и монокристаллов. Полупроводниками в данном контексте могут являться молекулярные кристаллы и комплексы, металлорганические комплексы, а также пигменты и полимерные полупроводники.

Органические полупроводники n-типа

Молекулярными кристаллами называются полициклические ароматические низкомолекулярные кристаллические соединения, содержащие ароматические кольца с системой сопряженных двойных связей. К молекулярным кристаллам относятся фенантрен, антрацен С14Н10, нафталин С10Н8, фталоцианины и т. д.

К металлорганическим комплексам относятся низкомолекулярные вещества, в центре молекулы которых располагается атом металла. Данные материалы способны к полимеризации. Яркий представитель металлорганического комплекса — фталоцианин меди.

Органические полупроводники p-типа

Молекулярными комплексами называются полициклические низкомолекулярные соединения, обладающие межмолекулярным электронным взаимодействием. По своей структуре молекулярные комплексы бывают однородными и слоистыми (со слоями p-типа и n-типа). Однородным строением отличаются галогенароматические комплексы, а слоистым, например, соединения антрацена с щелочными металлами.

Полимерные полупроводники — это соединения, обладающие протяженными цепями сопряжения в макромолекулах и обладающие сложным строением. Чем длиннее цепь сопряжения — тем выше удельная электропроводность вещества.

Свойствами полупроводников обладают пигменты: эозин, индиго, радофлавин, трипафлавин, пинацианол, радамин и т. д. А из природных пигментов — каротин, хлорофилл и т. д.