Представлен простой способ синтеза органических полупроводников

Сотрудники факультета физики Московского государственного университета разработали «мокрую» технологию выращивания кристаллов органических полупроводников с высокой эффективностью излучения света, пригодных для применения в светодиодах нового поколения и в лазерах с электронной накачкой. Об этом достижении рассказывается в последнем номере журнала Applied Materials and Interfaces.

Органическая оптоэлектроника это динамически развивающееся направление, с которым связывают надежды создания лёгких, гибких и прозрачных электронных устройств и даже вытеснения кремния из некоторых приложений.

До сих пор было принято считать, что органические полупроводники для применения в электронике практичнее получать из газовой фазы, чем из раствора — такие кристаллы содержат меньше примесей и структурных дефектов. Однако, группа физиков МГУ, возглавляемая профессором Дмитрием Паращуком, предпочла второй метод, как гораздо более простой и дешёвый.

В своей работе они использовали для выращивания кристаллов раствор молекул тиофен-фениленовых олигомеров. Измерение оптических и электрических характеристик синтезированных полупроводников дало неожиданные результаты: полученные «мокрым» способом кристаллы почти вдвое превосходят выращенные из газовой фазы по излучательной эффективности. Квантовый выход (отношение испущенных фотонов к поглощенным) у них достигал 60%, тогда как у «газовых» аналогов он не превышал 38%.

По одной из гипотез, столь разительный контраст может отчасти быть вызван тем, что в процессе роста кристаллов в растворе подавляются внутренние неизлучательные механизмы распределения энергии возбуждения. Но это еще не все объяснение. «Мы выяснили причины столь высокого квантового выхода, но пока не готовы их опубликовать. Это предмет наших дальнейших исследований», — сообщил профессор Паращук.

Прежние претензии к «мокрому» процессу также утратили актуальность, благодаря предложенной авторами инновационной методике, при которой кристаллы образуются не на твёрдой подложке, а на поверхности жидкости. Такая поверхность практически идеальна и позволяет выращивать высококачественные кристаллы с размерами неровностей не больше ангстрема и электронными характеристиками лучше, чем у полупроводников, синтезированных из газовой фазы.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI