公告/发布日期:2025/09/04

mile米乐中国官方网站 展示单一半导体材料中空穴和电子的不同传输各向异性

-验证分子半导体的理论预测并为下一代电子器件的开发提出新的指导方针-

演示要点

  • 我们在我们独立开发的单分子半导体材料中证明了载流子特定传输各向异性(空穴和电子倾向于沿不同方向流动的性质),这是以前无法实现的。
  • 我们发现这种特性差异是由于负责电荷传输的分子轨道相互作用的方式不同造成的。
  • 这为高性能分子半导体的设计开辟了道路,其传输特性可以根据电荷类型自由控制,并且通过使用单一材料调节每个载流子的流路方向成为可能,有助于加速下一代电子器件的开发。

概览图

通过使用双极性分子半导体,我们实现了有机场效应晶体管 (OFET),它在单一材料内表现出不同的空穴和电子传输各向异性


摘要

Masatoshi Ito,东京大学前沿科学研究生院研究生(研究时)、助理教授 Tomoko Fujino(研究时,现任固体物理研究所研究员、横滨国立大学副教授、日本科学技术振兴机构 PRESTO 研究员)、Hatsuka Mori 教授、日本产业科学研究所首席研究员 Toshiki Higashino东京科学技术部大学副教授 Masashi Hishida 领导的研究小组发现,一种独特开发的单双极分子半导体具有一种特性(载流子特定传输各向异性(注 3)),其中带正电的空穴(注 1)和带负电的电子(注 2)倾向于沿完全不同的方向流动。这是使用单分子半导体材料的有机场效应晶体管(OFET)(注4)的首次演示。

研究小组使用独特开发的在空气中稳定的二硫醇镍化合物“Ni(4OPr);新闻稿①”制造了 OFET 器件,并分析了其特性。结果,我们通过实验证明了两侧遵循完全不同的“交通规则”,就好像空穴在“单向街道”上行进,而电子在“全方位广场”上行进。他们还揭示了这种各向异性的根源在于分子之间轨道相互作用的差异。这一发现极大地加深了我们对双极性分子半导体(注 5)中电荷传输的理解,这种半导体允许空穴和电子流动。

这一结果清楚地表明,分子轨道水平上相互作用的差异直接出现在器件的宏观特性中。我们提出了用于开发高性能电子设备的新材料设计指南,该电子设备能够控制每个载体的流向,这是传统单一材料无法实现的。
 

请参阅下文了解详情。
https://wwwisspu-tokyoacjp/maincontents/news2html?pid=28050





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