痕量雜質會顯著改變半導體的光電特性。氧是有機半導體(OSCs)中普遍存在的雜質,長期以來被認為是電荷載流子陷阱,導致遷移率下降和穩定性問題。然而,這種理解依賴于傳統的除氧方法,通過這些方法,OSCs中的氧殘留是不可避免的。這意味著目前的理解是有問題的。
天津大學Liqiang Li和Xiaosong Chen等開發了一種通過軟等離子體處理對OSCs進行非破壞性脫氧的方法(即去摻雜),從而揭示了痕量氧顯著預先清空了OSCs中的類施主陷阱,這是這些材料中大多數表現出p型特性的原因。
本文要點:
(1)
這一見解與先前報道的載流子捕獲完全相反,可以澄清一些先前無法解釋的有機電子現象。此外,去摻雜導致p型行為的消失和n型特性的顯著增加,而重新摻雜(在O2中的光照下)可以可控地逆轉該過程。
(2)
受益于此,關鍵電子特性(例如極性、電導率、閾值電壓和遷移率)可以以無損方式精確調制,從而擴大了所有已知OSC材料的可探索特性空間。
參考文獻:
Huang, Y., Wu, K., Sun, Y. et al. Unraveling the crucial role of trace oxygen in organic semiconductors. Nat Commun 15, 626 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-44897-w
https://doi.org/10.1038/s41467-024-44897-w