穩定性是有機混合離子電子導體(OMIECs)在廣泛領域中成功應用的基礎,包括生物傳感、神經形態計算和可穿戴電子設備。
斯坦福大學Alberto Salleo等研究了不同分子量的p型OMIEC材料的穩定性。
本文要點:
(1)
電化學晶體管測量顯示,只要電荷密度保持在可能發生強電荷-電荷相互作用的閾值以下,器件操作在至少300次充電/放電循環中非常穩定,與分子量無關。當電化學充電到更高的電荷密度時,我們觀察到器件滯后現象增加,電導率下降,這是由于長程微結構破壞引起的空穴遷移率下降。通過使用操作X射線散射技術,我們發現極化子誘導的結構變化的兩個機制:1)在低載流子密度下極化子誘導的結構有序化,和2)在高載流子密度下破壞電荷傳輸的不可逆結構無序化,其中電荷-電荷相互作用是顯著的。這些operando測量還揭示了在高載流子密度下的轉移曲線滯后伴隨著類似的結構滯后,為這種不穩定性提供了微觀結構基礎。
(2)
這項工作提供了對OMIEC材料在器件運行過程中的結構動力學和材料不穩定性的機械理解。
參考文獻:
T. J. Quill, G. LeCroy, A. Marks, S. A. Hesse, Q. Thiburce, I. McCulloch, C. J. Tassone, C. J. Takacs, A. Giovannitti, A. Salleo, Charge Carrier Induced Structural Ordering And Disordering in Organic Mixed Ionic Electronic Conductors. Adv. Mater. 2024, 2310157.
DOI: 10.1002/adma.202310157
https://doi.org/10.1002/adma.202310157