Инженеры научились выращивать органические кристаллы вертикально

Сотрудники Института наносистем Калифорнийского университета (UCLA) предложили способ создания более мощных и эффективных органических полупроводников.

Их открытие, представленное на страницах издания ACS Nano, заключалось в создании улучшенной структуры для одного типа органических полупроводников, состоящего из проводящего полимера, тетраанилина. Исследователи впервые показали, что кристаллы тетраанилина можно выращивать перпендикулярно подложке, а не вдоль неё, как это делалось до сих пор.

Такое изменение структуры позволяет кардинально улучшить пригодность этого полупроводника для захвата и преобразования солнечной энергии. Оно открывает возможность создания длинных и тонких «световых антенн», которые способны поглощать свет, падающий со всех направлений, а не только с одной поверхности, как сегодняшние широкие и плоские фотоэлектрические панели.

Команда UCLA выращивала кристаллы тетраанилина в жидком растворе на графеновой подложке. Вертикальное положение делает возможным более плотное размещение кристаллов, благодаря чему устройства на их основе — солнечные батареи и фотосенсоры — будут более компактными и мощными и смогут эффективнее управлять электрическим током. Ещё одно преимущество данного метода состоит в том, что эти полупроводниковые кристаллы можно выращивать где-угодно, в любой сложной геометрии устройств, таких как тонкоплёночные транзисторы или светодиоды.

Разработанный в UCLA одноэтапный процесс получения высокоупорядоченных вертикальных кристаллов на графеновой подложке, впоследствии был обобщен его авторами и на другие органические полупроводники. Ключом к успеху, как отмечают они, стала расшифровка сложного механизма взаимодействий между органическими полупроводниками и графеном в различных растворителях.