日本開發(fā)出液晶性有機(jī)半導(dǎo)體

　　日本理化研究所等機(jī)構(gòu)發(fā)表新聞公報(bào)說，其研究人員開發(fā)出了電子傳遞能力強(qiáng)、加工成形性能好的液晶性有機(jī)半導(dǎo)體。

　　新聞公報(bào)說，在有機(jī)半導(dǎo)體中，為了提高產(chǎn)品性能，必須增強(qiáng)這種半導(dǎo)體的電子傳遞能力，在這方面使用分子排列規(guī)則的晶體材料比較有利。但晶體比較硬，在大面積薄膜等加工成形方面存在局限。反之，如果使用液晶等柔軟的材料，加工成形得到了保證，但這類材料分子的集結(jié)狀態(tài)比晶體松散，提高其電子傳遞能力比較困難。

　　為了克服這些難題，東京大學(xué)的研究小組使用一種名為“縮環(huán)卟啉銅復(fù)合體”的有機(jī)分子，開發(fā)半導(dǎo)體材料。這種分子中影響電子傳遞的π共價(jià)鍵的尺寸大于以往的有機(jī)半導(dǎo)體，因此有望提高電子傳遞能力。但當(dāng)研究人員按照液晶分子一般的設(shè)計(jì)方法向“縮環(huán)卟啉銅復(fù)合體”導(dǎo)入疏水性側(cè)鏈時(shí)，分子沒有表現(xiàn)出液晶狀態(tài)。

　　此后，研究人員在“縮環(huán)卟啉銅復(fù)合體”周邊的一側(cè)導(dǎo)入親水性側(cè)鏈，在另一側(cè)導(dǎo)入疏水性側(cè)鏈，再將這樣的有機(jī)分子加熱到120攝氏度，爾后用1小時(shí)左右使其逐漸冷卻到室溫狀態(tài)。結(jié)果，經(jīng)過如此加工的“縮環(huán)卟啉銅復(fù)合體”分子自發(fā)集結(jié)成圓筒狀，并在室溫下形成了液晶狀態(tài)。經(jīng)測試，這種液晶性材料的電子傳遞能力至少是迄今室溫下液晶性有機(jī)半導(dǎo)體的10倍。

　　日本理化研究所、東京大學(xué)等機(jī)構(gòu)的聯(lián)合研究小組使用大型同步輻射加速器SPring-8對上述新材料進(jìn)行了檢測，發(fā)現(xiàn)其親水性側(cè)鏈和疏水性側(cè)鏈在納米等級上的特殊結(jié)構(gòu)，使新材料兼具電子傳遞能力強(qiáng)和加工成形性能好等特點(diǎn)。

　　新聞公報(bào)說，這種新型有機(jī)半導(dǎo)體在生產(chǎn)有機(jī)薄膜太陽能電池和晶體管等方面具有應(yīng)用前景。這項(xiàng)研究成果發(fā)表在10月22日出版的《美國化學(xué)學(xué)會雜志》上。