유기 반도체는 탄소와 수소 원자로 구성된 파이 결합 분자 또는 중합체를 구성하는 고체이며, 경우에 따라서는 질소, 황, 산소와 같은 헤테로 원자를 포함한다. 이들은 분자 결정 또는 비정질 박막으로 발견될 수 있다. 이들은 일반적으로 전기 절연체이지만, 적절한 전극으로부터 전하가 주입되거나, 도핑되거나, 광 여기되면 반도체가 된다.
분자 결정에서 원자가 밴드의 상단과 하단 전도 밴드, 즉 밴드 갭 사이의 에너지 분리는 일반적으로 2.5-4 eV인 반면, 무기 반도체에서 밴드 갭은 일반적으로 1-2 eV이다. 이는 전통적인 의미에서 반도체라기보다는 절연체임을 시사한다. 전하 캐리어가 전극으로부터 주입되거나 의도적이거나 의도하지 않은 도핑에 의해 생성될 때만 반도체가 된다. 전하 캐리어는 광학 들뜸 동안에도 생성될 수 있다. 그러나 1차 광학 여기는 0.5~1.0 eV 범위의 쿨롱 결합 에너지를 가진 중성 여기자라는 것을 이해하는 것이 중요하다. 그 이유는 유기 반도체의 유전율 상수가 3-4 정도로 낮을 수 있기 때문이다. 이것은 효율적인 광생성을 어렵게 만든다.
기증자와 수용체 부분 사이의 전하 이동으로 인해 효율적인 광생성은 이진 시스템에서만 발생할 수 있습니다. 그렇지 않으면 중성 엑시톤은 복사적으로 붕괴하거나(광발광) 비방사적으로 지면 상태로 붕괴한다. 유기 반도체 광학 흡수 에지는 일반적으로 700~400nm(가시 스펙트럼에 해당)의 스펙트럼 범위에 해당하는 1.7~3eV입니다.
자재
비정질 분자막
증발 또는 스핀 코팅은 비정질 분자 필름을 생성하는 데 사용된다. 그것들은 OLED, OFET 및 OSC와 같은 장치 애플리케이션을 위해 연구되었다. 재료로서는, 트리스(8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄, C60, 페닐-C61-부틸산메틸에스테르(PCBM), 펜타센, 카르바졸, 프탈로시아닌 등을 들 수 있다.
분자 도핑된 중합체
베이스 전극 상에는 폴리카보네이트와 같은 전기적으로 불활성인 고분자의 필름이 약 30%의 전하 수송 분자로 분산되어 도핑되어 있다. 트리페닐렌은 일반적인 물질이다. 그들은 전자 사진에서 광수용체로 사용될 가능성이 있는 것으로 연구되어 왔다. [18] 이를 위해서는 닥터 블레이드 기술을 사용하여 준비할 수 있는 수 마이크로미터 두께의 필름을 사용해야 합니다.
비정질 분자막
증발 또는 스핀 코팅은 비정질 분자 막을 생성하는 두 가지 방법이다. 그들은 OLED, OFET, OSC와 같은 장치 응용 분야에 대해 조사되었다. 트리스(8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄, C60, 페닐-C61-부틸산메틸에스테르(PCBM), 펜타센, 카르바졸, 프탈로시아닌 등이 예시된다.
분자 도핑된 중합체
분자 도핑된 중합체는 전형적으로 30% 전하 수송 분자가 도핑된 폴리카보네이트와 같은 전기적으로 불활성인 중합체의 필름을 베이스 전극 상에 펴서 만들어진다. 트리페닐렌은 전형적인 물질이다. 그들은 전자 사진에서 감광체로 사용하기 위해 연구되었다. [18] 이를 위해서는 닥터 블레이드 기술을 사용하여 준비할 수 있는 수 마이크로미터 두께의 필름이 필요합니다.
방향족 쇼트 펩타이드 자체 조립품
방향족 짧은 펩타이드 자체 조립품은 유망한 생체 영감을 받고 오래가는 나노 크기의 반도체 후보이다.
[25] 수소 결합 네트워크뿐만 아니라 고도로 질서 있고 방향성 있는 분자 간 상호 작용은 펩타이드 자체 조립 내에서 양자 제한 구조의 형성을 가능하게 하여 상부 구조의 밴드 갭을 반도체 영역으로 낮춥니다. [26] 펩타이드 자체 조립체의 반도체는 다양한 구조와 변형의 용이성으로 인해 쉽게 튜닝, 도핑 및 기능화가 가능하다. 결과적으로, 이러한 종류의 전기활성 초분자 물질은 무기 반도체와 생물학적 시스템 사이의 간극을 메울 수 있는 잠재력을 가지고 있다.