Российские и европейские физики обнаружили в тонкопленочных органических полупроводниках особый слой толщиной в одну молекулу с исключительной электропроводностью. Находка подробно описана в журнале Nanoscale Research Letters.
"Обнаруженный слой объясняет механизм переноса заряда в олиготиофенах при высоких температурах. Это открытие заставляет переосмыслить влияние наноструктуры на подвижность носителей заряда в перспективных материалах", — отмечают авторы исследования.
Органические полупроводниковые элементы прочно укрепились в современной микроэлектронике. Светодиодные технологии и дисплеи на их основе успешно конкурируют с кремниевыми аналогами в сегменте портативных устройств.
Несмотря на преимущества вроде гибкости и экономичности производства, органические транзисторы пока уступают традиционным по долговечности и скорости переключения. Это стимулирует поиск новых перспективных материалов.
Особое внимание привлекают олиготиофены, молекулы которых состоят из серосодержащих ароматических колец. Эти соединения формируют уникальные структуры на подложках.
Как поясняют в МФТИ, молекулы организуются в стержневидные "стопки монет" с характерной "елочной" укладкой. Такая конфигурация обеспечивает эффективное перемещение зарядов между молекулами.
Эксперименты с соединением DH4T при помощи рентгеноструктурного анализа выявили удивительный феномен. При нагреве возникает стабильная молекулярная фаза, отличающаяся от кристаллической и жидкокристаллической форм.
Внутри пленки сформировался монослой с линейным расположением молекул вместо традиционной "елочки". Изучения CNRS подтвердили рекордную электропроводность этого слоя, сопоставимую с двумерными материалами вроде графена.
Уникальность открытия в удивительной стабильности структуры — следы проводящего слоя фиксировались спустя годы после экспериментов. Исследователи подчеркивают важность этого явления при проектировании органической электроники.
