痕量杂质会显著改变半导体的光电特性。氧是有机半导体(OSCs)中普遍存在的杂质,长期以来被认为是电荷载流子陷阱,导致迁移率下降和稳定性问题。然而,这种理解依赖于传统的除氧方法,通过这些方法,OSCs中的氧残留是不可避免的。这意味着目前的理解是有问题的。
天津大学Liqiang Li和Xiaosong Chen等开发了一种通过软等离子体处理对OSCs进行非破坏性脱氧的方法(即去掺杂),从而揭示了痕量氧显著预先清空了OSCs中的类施主陷阱,这是这些材料中大多数表现出p型特性的原因。
本文要点:
(1)
这一见解与先前报道的载流子捕获完全相反,可以澄清一些先前无法解释的有机电子现象。此外,去掺杂导致p型行为的消失和n型特性的显著增加,而重新掺杂(在O2中的光照下)可以可控地逆转该过程。
(2)
受益于此,关键电子特性(例如极性、电导率、阈值电压和迁移率)可以以无损方式精确调制,从而扩大了所有已知OSC材料的可探索特性空间。
参考文献:
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