กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 10 นาที

อิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์

อิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์เป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์วัสดุที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบการสังเคราะห์ การวิเคราะห์ คุณสมบัติ และการประยุกต์ใช้ โมเลกุล หรือพอ ลิเมอร์ อินทรีย์ที่มี...

อิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์

วงจรลอจิก CMOSอินทรีย์ความหนารวมน้อยกว่า 3 ไมโครเมตร แถบมาตราส่วน: 25 มิลลิเมตร

อิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์เป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์วัสดุที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบการสังเคราะห์ การวิเคราะห์ คุณสมบัติ และการประยุกต์ใช้ โมเลกุล หรือพอ ลิเมอร์ อินทรีย์ที่มี คุณสมบัติ ทางอิเล็กทรอนิกส์ ที่พึงประสงค์ เช่น การนำไฟฟ้า แตกต่างจาก ตัวนำและ สารกึ่งตัวนำอ นินทรีย์ทั่วไปวัสดุอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ถูกสร้างขึ้นจากโมเลกุลหรือพอลิเมอร์อินทรีย์ (ที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ) โดยใช้กลยุทธ์การสังเคราะห์ที่พัฒนาขึ้นในบริบทของเคมีอินทรีย์และเคมีพอลิเมอร์

หนึ่งในประโยชน์ที่คาดหวังของอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์คือต้นทุนที่อาจต่ำกว่าเมื่อเทียบกับอิเล็กทรอนิกส์แบบดั้งเดิม[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]ตัวนำพอลิเมอร์มีคุณสมบัติที่น่าสนใจ ซึ่งรวมถึงการนำไฟฟ้า (ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยความเข้มข้นของสารเจือปน ) และความยืดหยุ่นเชิงกลที่ค่อนข้างสูง ความท้าทายในการนำวัสดุอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์มาใช้คือ เสถียรภาพทางความร้อนที่ด้อยกว่าต้นทุนสูง และปัญหาการผลิตที่หลากหลาย

ประวัติศาสตร์

โพลิเมอร์นำไฟฟ้า

วัสดุตัวนำแบบดั้งเดิมเป็น วัสดุ อนินทรีย์โดยเฉพาะโลหะเช่นทองแดงและอะลูมิเนียมรวมถึงโลหะผสม หลายชนิด [ 4 ]

ในปี ค.ศ. 1862 เฮนรี เลเธบีได้อธิบายถึงโพลีอะนิลีนซึ่งต่อมาได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถนำไฟฟ้าได้ งานวิจัยเกี่ยวกับวัสดุอินทรีย์พอลิเมอร์อื่นๆ เริ่มขึ้นอย่างจริงจังในช่วงทศวรรษ ค.ศ. 1960 ตัวอย่างเช่น ในปี ค.ศ. 1963 อนุพันธ์ของเตตระไอโอโดไพร์โรลได้รับการพิสูจน์แล้วว่านำไฟฟ้าได้ 1 S/cm (S = ซีเมนส์ ) [ 5 ]ในปี ค.ศ. 1977 มีการค้นพบว่าการออกซิเดชันช่วยเพิ่มการนำไฟฟ้าของโพลีอะเซทิลีน รางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี ค.ศ. 2000 ได้รับการมอบให้แก่ อลัน เจ. ฮีเกอร์ , อลัน จี. แมคไดอาร์มิดและฮิเดกิ ชิราคาวะร่วมกันสำหรับงานวิจัยเกี่ยวกับโพลีอะเซทิลีนและพอลิเมอร์นำไฟฟ้าที่เกี่ยวข้อง[ 6 ]มีการระบุพอลิเมอร์นำไฟฟ้าหลายตระกูล รวมถึงโพลีไทโอฟี น โพลีฟีนิลีนซัลไฟด์และอื่นๆ

JE Lilienfeld [ 7 ]เสนอทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้า เป็นครั้งแรก ในปี พ.ศ. 2473 แต่ OFET ตัวแรกไม่ได้รับการรายงานจนกระทั่งปี พ.ศ. 2530 เมื่อ Koezuka และคณะได้สร้างทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้าโดยใช้โพลีไทโอฟีน[ 8 ]ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการนำไฟฟ้าที่สูงมากโพลิเมอร์นำไฟฟ้า อื่นๆ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าทำหน้าที่เป็นสารกึ่งตัวนำ และมีการรายงานสารประกอบที่สังเคราะห์และระบุลักษณะใหม่ๆ ทุกสัปดาห์ในวารสารวิจัยชั้นนำ มีบทความวิจารณ์มากมายที่บันทึกการพัฒนาของวัสดุเหล่า นี้ [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]

ในปี พ.ศ. 2530 ไดโอด อินทรีย์ตัวแรก ถูกผลิตขึ้นที่Eastman KodakโดยChing W. TangและSteven Van Slyke [ 14 ]

เกลือถ่ายโอนประจุที่นำไฟฟ้าได้

ในช่วงทศวรรษ 1950 พบว่าโมเลกุลอินทรีย์แสดงคุณสมบัติการนำไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งพบ ว่าสารประกอบอินทรีย์ ไพรีน สามารถสร้าง เกลือ เชิงซ้อนถ่ายโอนประจุแบบกึ่งตัวนำ ร่วมกับฮาโลเจนได้[ 15 ]ในปี 1972 นักวิจัยพบการนำไฟฟ้าแบบโลหะ (การนำไฟฟ้าเทียบเท่ากับโลหะ) ในเชิงซ้อนถ่ายโอนประจุTTF- TCNQ

แสงและการนำไฟฟ้า

André Bernanose [ 16 ] [ 17 ]เป็นบุคคลแรกที่สังเกตเห็นการเปล่งแสงด้วยไฟฟ้าในวัสดุอินทรีย์Ching W. Tang และSteven Van Slyke [ 18 ]รายงานการสร้างอุปกรณ์ OLED ที่ใช้งานได้จริงเป็นครั้งแรกในปี 1987 อุปกรณ์ OLED นี้ประกอบด้วยโครงสร้างสองชั้นที่ประกอบด้วยคอปเปอร์ ฟทาโลไซยานีนและอนุพันธ์ของ เพอรีลีนเตตระ คา ร์บอกซิ ลิกไดแอนไฮไดร ด์ [ 19 ]

ในปี พ.ศ. 2533 Bradley , BurroughesและFriendได้สาธิตไดโอดเปล่งแสงพอลิ เมอร์ การเปลี่ยนจากวัสดุระดับโมเลกุลไปเป็นวัสดุระดับมหโมเลกุลช่วยแก้ปัญหาที่เคยพบเกี่ยวกับความเสถียรในระยะยาวของฟิล์มอินทรีย์ และทำให้การผลิตฟิล์มคุณภาพสูงทำได้ง่าย[ 20 ]ในช่วงปลายทศวรรษ พ.ศ. 2533 พบว่าสารเจือปนอิเล็กโทรลูมิเนสเซนต์ที่มีประสิทธิภาพสูงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการเปล่งแสงของ OLED ได้อย่างมาก[ 21 ] ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าวัสดุอิเล็กโทรลูมิเนสเซนต์สามารถเข้ามาแทนที่หลอดไฟไส้ร้อนแบบดั้งเดิมได้ การวิจัยในเวลาต่อมาได้พัฒนาพอลิเมอร์หลายชั้น และสาขาใหม่ของอิเล็กทรอนิกส์พลาสติกและ การวิจัยและการผลิตอุปกรณ์ ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ (OLED) ก็เติบโตอย่างรวดเร็ว[ 22 ]

วัสดุอินทรีย์นำไฟฟ้า

มุมมองด้านข้างของส่วนหนึ่งของโครงสร้างผลึกของเกลือถ่ายโอนประจุเฮกซา เมทิลีน TTF-TCNQ ซึ่งเน้นการเรียงซ้อนแบบแยกส่วน สารกึ่งตัวนำโมเลกุลดังกล่าวแสดงการนำไฟฟ้าแบบไม่เป็นไอโซโทรปิก [ 23 ]

วัสดุตัวนำอินทรีย์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ โพลิเมอร์ และของแข็งและเกลือ โมเลกุลนำ ไฟฟ้า สารประกอบ อะโรมาติกหลายวงเช่นเพนทาซีนและรูเบรนมักจะก่อตัวเป็นวัสดุกึ่งตัวนำเมื่อถูกออกซิไดซ์บางส่วน

พอลิเมอร์นำไฟฟ้าโดยทั่วไปมักมีคุณสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้าโดยธรรมชาติ หรืออย่างน้อยก็เป็นสารกึ่งตัวนำ บางครั้งอาจแสดงคุณสมบัติทางกลที่เทียบได้กับพอลิเมอร์อินทรีย์ทั่วไป ทั้ง การสังเคราะห์ อินทรีย์และ เทคนิค การกระจายตัว ขั้นสูง สามารถนำมาใช้ปรับแต่ง คุณสมบัติ ทางไฟฟ้าของ พอลิเมอร์ นำไฟฟ้าได้ ซึ่งแตกต่างจากตัวนำอนินทรีย์ทั่วไป กลุ่มของ พอลิเมอร์นำไฟฟ้าที่ได้รับการศึกษาอย่างดีได้แก่โพลี อะเซทิลีน โพลีไพร์โรลโพลีไทโอฟีนและโพลีอะนิลีน โพลี(พี-ฟีนิลีนไวนิลีน ) และ อนุพันธ์ ของมัน เป็นพอลิเมอร์กึ่งตัวนำเรืองแสง โพลี(3-อัลคิลไทโอฟีน) ได้ถูกนำไปใช้ในต้นแบบของเซลล์ แสงอาทิตย์และทรานซิสเตอร์

ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์

OLED (ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์) ประกอบด้วยฟิล์มบางๆ ของวัสดุอินทรีย์ที่เปล่งแสงเมื่อถูกกระตุ้นด้วยกระแสไฟฟ้า OLED ทั่วไปประกอบด้วยแอโนด แคโทด วัสดุอินทรีย์ OLED และชั้นนำไฟฟ้า[ 24 ]

Br6A คือผลึกเปล่งแสงอินทรีย์บริสุทธิ์รุ่นใหม่
แผนภาพแสดงโครงสร้างของ OLED สองชั้น: 1. แคโทด (−), 2. ชั้นเปล่งแสง, 3. การเปล่งรังสี, 4. ชั้นนำไฟฟ้า, 5. แอโนด (+)

วัสดุอินทรีย์ OLED สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก ได้แก่ แบบโมเลกุลขนาดเล็กและแบบพอลิเมอร์ OLED แบบโมเลกุลขนาดเล็ก (SM-OLEDs) ประกอบด้วย สีย้อม เรืองแสงและฟอสฟอเรเซนต์tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium [ 18 ] และเดนดริเมอร์แบบ คอนจูเกต สีย้อมเรืองแสงสามารถเลือกได้ตามช่วงความยาวคลื่นการปล่อยแสง ที่ต้องการ สารประกอบเช่นเพอรีลีนและรูเบรนมักถูกนำมาใช้ อุปกรณ์ที่ใช้โมเลกุลขนาดเล็กมักผลิตโดยการระเหยด้วยความร้อนภายใต้สุญญากาศแม้ว่าวิธีนี้จะช่วยให้สามารถสร้างฟิล์ม ที่เป็นเนื้อเดียวกันที่ควบคุมได้ดี แต่ก็มีข้อจำกัดเรื่องต้นทุนสูงและความสามารถในการขยายขนาดที่จำกัด[ 25 ] [ 26 ]ไดโอดเปล่งแสงพอลิเมอร์ (PLEDs) โดยทั่วไปมีประสิทธิภาพมากกว่า SM-OLEDs พอลิเมอร์ทั่วไปที่ใช้ใน PLEDs ได้แก่อนุพันธ์ของโพลี(p-phenylene vinylene) [ 27 ]และโพลีฟลูออรีนสีที่เปล่งออกมาจะถูกกำหนดโดยโครงสร้างของพอลิเมอร์ เมื่อเปรียบเทียบกับการระเหยด้วยความร้อน วิธีการที่ใช้ สารละลายจะเหมาะสมกว่าสำหรับการสร้างฟิล์มที่มีขนาดใหญ่

ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าอินทรีย์

Rubrene-OFET ที่มีความสามารถในการเคลื่อนที่ของประจุสูงสุด

ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าอินทรีย์ (OFET) คือทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าที่ใช้โมเลกุลอินทรีย์หรือพอลิเมอร์เป็นชั้นสารกึ่งตัวนำที่ใช้งานอยู่ ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้า ( FET ) คือวัสดุสารกึ่งตัวนำใดๆ ที่ใช้สนามไฟฟ้าในการควบคุมรูปร่างของช่องทางของ ตัวนำ ประจุ ชนิดหนึ่ง ทำให้ค่าการนำไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไป ทรานซิสเตอร์สนาม ไฟฟ้าแบ่ง ออก เป็นสองประเภทหลักคือ สารกึ่งตัวนำชนิด n และชนิด p โดยจำแนกตามชนิดของประจุที่นำพา ในกรณีของทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าอินทรีย์ (OFET) สารประกอบ OFET ชนิด p โดยทั่วไปจะมีเสถียรภาพมากกว่าชนิด n เนื่องจากชนิด n มีความไวต่อความเสียหายจากการออกซิเดชันมากกว่า

สำหรับ OLED นั้น OFET บางชนิดเป็นระบบระดับโมเลกุล และบางชนิดเป็นระบบที่ใช้พอลิเมอร์OFET ที่ใช้รูเบรน แสดงค่าการเคลื่อนที่ของพาหะสูงถึง 20–40 cm² /(V·s) วัสดุ OFET ที่นิยมอีกชนิดหนึ่งคือเพนทาซีนเนื่องจากมีความละลาย ต่ำ ในตัวทำละลาย อินทรีย์ส่วนใหญ่ จึงยากที่จะผลิตทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง ( TFT ) จากเพนทาซีนโดยตรงโดยใช้วิธีการเคลือบแบบหมุนเหวี่ยงหรือแบบจุ่มแบบดั้งเดิมแต่สามารถเอาชนะอุปสรรคนี้ได้โดยใช้สารอนุพันธ์ TIPS-pentacene

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์

จอแสดงผลแบบยืดหยุ่นที่ทำจากวัสดุอินทรีย์
โครงสร้างห้าแบบของวัสดุโฟโตโวลตาอิกอินทรีย์

เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์สามารถลดต้นทุนพลังงานแสงอาทิตย์เมื่อเทียบกับการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์แบบดั้งเดิม[ 28 ]เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบางซิลิคอนบนพื้นผิวที่ยืดหยุ่นช่วยลดต้นทุนของเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ได้อย่างมากด้วยเหตุผลหลายประการ: [ 29 ]

  1. การเคลือบ แบบ " ม้วนต่อม้วน " บนแผ่นวัสดุที่ยืดหยุ่นได้นั้น ทำได้ง่ายกว่ามากในแง่ของความพยายามทางเทคโนโลยี เมื่อเทียบกับการเคลือบลงบนแผ่นกระจกที่เปราะบางและหนัก
  2. การขนส่งและการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่นน้ำหนักเบายังช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายเมื่อเทียบกับเซลล์ที่ติดตั้งบนกระจกอีกด้วย

สารตั้งต้นพอลิเมอร์ราคาไม่แพง เช่นโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) หรือโพลีคาร์บอเนต (PC) มีศักยภาพที่จะลดต้นทุนในด้านเซลล์แสงอาทิตย์ได้อีก เซลล์แสงอาทิตย์ แบบโปรโตมอร์ฟัสให้ประสิทธิภาพและลดต้นทุนสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ผ่านสารตั้งต้นราคาถูกและยืดหยุ่นสำหรับการผลิตในพื้นที่ขนาดใหญ่ รวมถึงการใช้งานขนาดเล็กและแบบพกพา[ 29 ]

ข้อดีอย่างหนึ่งของอิเล็กทรอนิกส์แบบพิมพ์คือสามารถพิมพ์ส่วนประกอบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ทับซ้อนกันได้ ซึ่งช่วยประหยัดพื้นที่ เพิ่มความน่าเชื่อถือ และบางครั้งก็ทำให้โปร่งใสได้อย่างสมบูรณ์ หมึกพิมพ์ต้องไม่ทำลายหมึกพิมพ์อื่น และการอบที่อุณหภูมิต่ำเป็นสิ่งสำคัญหากต้องการใช้วัสดุที่ยืดหยุ่นราคาถูก เช่น กระดาษและฟิล์มพลาสติกผู้นำในอุตสาหกรรมด้านนี้ ได้แก่ Ti, Pixdro, Asahi Kasei, Merck & Co.|Merck, BASF, HC Starck, Sunew, Hitachi Chemical และ Frontier Carbon Corporation เป็นต้น[ 30 ] ปัจจุบัน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้สารประกอบอินทรีย์มีการใช้งานอย่างแพร่หลาย โดยมีผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ มากมายอยู่ระหว่างการพัฒนา ตัวอย่างเช่นSonyรายงานเกี่ยวกับจอแสดงผลพลาสติกสีเต็มรูปแบบแบบยืดหยุ่นเครื่องแรกที่ทำจากวัสดุอินทรีย์ล้วนๆ[ 31 ] [ 32 ]นอกจากนี้ยังมี หน้าจอ โทรทัศน์แบบ OLED และ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ที่ย่อยสลายได้ ทางชีวภาพอื่นๆ ที่ใช้สารประกอบอินทรีย์และ เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ราคาถูก อีกด้วย

วิธีการผลิต

สารกึ่งตัวนำโมเลกุลขนาดเล็กมักไม่ละลายน้ำจึงจำเป็นต้องใช้ วิธี การตกตะกอนแบบระเหิดในสุญญากาศอุปกรณ์ที่ใช้พอลิเมอร์นำไฟฟ้าสามารถเตรียมได้โดยวิธีการแปรรูปด้วยสารละลาย ทั้งวิธีการแปรรูปด้วยสารละลายและวิธีการในสุญญากาศจะสร้างฟิล์มแบบอสัณฐานและ แบบ ผลึกหลายเหลี่ยมที่มีระดับความไม่เป็นระเบียบแตกต่างกัน เทคนิค การเคลือบ แบบ "เปียก" ต้องใช้พอลิเมอร์ที่ละลายในตัวทำละลาย ระเหยง่าย กรอง และตกตะกอนลงบนพื้นผิวตัวอย่างทั่วไปของเทคนิคการเคลือบด้วยตัวทำละลาย ได้แก่ การหยอดสารการ เคลือบแบบหมุน การ ใช้ใบมีดปาดการพิมพ์อิงค์เจ็ทและ การพิมพ์สกรีน การเคลือบแบบหมุนเป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับ การผลิต ฟิล์ม บาง พื้นที่ขนาดเล็ก อาจทำให้เกิดการสูญเสียวัสดุในปริมาณมาก เทคนิคการใช้ใบมีดปาดทำให้สูญเสียวัสดุน้อยที่สุดและได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อการผลิตฟิล์มบางพื้นที่ขนาดใหญ่เป็นหลัก การตกตะกอนด้วยความร้อนในสุญญากาศของโมเลกุลขนาดเล็กต้องใช้การระเหยของโมเลกุลจากแหล่งความร้อน จากนั้นโมเลกุลจะถูกลำเลียงผ่านสุญญากาศไปยังพื้นผิว กระบวนการควบแน่นของโมเลกุลเหล่านี้บนพื้นผิวของวัสดุจะทำให้เกิดการสร้างฟิล์มบาง เทคนิคการเคลือบแบบเปียกสามารถนำไปใช้กับโมเลกุลขนาดเล็กได้ในบางกรณี ขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายของโมเลกุลนั้น

เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์

เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์แบบสองชั้น

ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์อินทรีย์แปลงแสงเป็นไฟฟ้า รูปทางด้านขวาแสดงวัสดุโฟโตโวลตาอิกอินทรีย์ที่ใช้กันทั่วไป 5 ชนิด อิเล็กตรอนในโมเลกุลอินทรีย์เหล่านี้สามารถกระจายตัวอยู่ในวงโคจร π ที่กระจายตัว พร้อมกับวงโคจร แอนติบอนดิง π* ที่สอดคล้องกัน ความแตกต่างของพลังงานระหว่างวงโคจร π หรือวงโคจรโมเลกุลที่มีพลังงานสูงสุด ( HOMO ) และวงโคจร π* หรือวงโคจรโมเลกุลที่มีพลังงานต่ำสุด ( LUMO ) เรียกว่าช่องว่างพลังงานของวัสดุโฟโตโวลตาอิกอินทรีย์ โดยทั่วไปช่องว่างพลังงานจะอยู่ในช่วง 1-4 eV [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]

ความแตกต่างในช่องว่างแถบ พลังงาน ของ วัสดุ โฟโตโวลตา อิกอินทรีย์ นำไปสู่โครงสร้างทางเคมีและรูปแบบที่แตกต่างกันของเซลล์แสงอาทิตย์ อินทรีย์ รูปแบบที่แตกต่างกันของเซลล์แสงอาทิตย์ ได้แก่ เซลล์ แสงอาทิตย์อินทรีย์ชั้นเดียว เซลล์ แสงอาทิตย์อินทรีย์สองชั้นและ เซลล์ แสงอาทิตย์เฮเทอ โรจังก์ชัน อย่างไรก็ตาม เซลล์แสงอาทิตย์ทั้งสามประเภทนี้มีแนวทางร่วมกันคือการวางชั้นอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ไว้ระหว่างตัวนำโลหะสองตัว ซึ่งโดยทั่วไปคืออินเดียมทินออกไซด์[ 36 ]

ภาพประกอบแสดงอุปกรณ์ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง

ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าอินทรีย์

ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าอินทรีย์เป็นอุปกรณ์สามขั้ว (แหล่งกำเนิด เดรน และเกต) ตัวนำประจุเคลื่อนที่ระหว่างแหล่งกำเนิดและเดรน และเกตทำหน้าที่ควบคุมการนำไฟฟ้าของเส้นทาง โดยหลักแล้วทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าอินทรีย์มีสองประเภทตามการขนส่งประจุของชั้นสารกึ่งตัวนำ ได้แก่ ประเภท p (เช่น dinaphtho[2,3- b :2′,3′- f ]thieno[3,2- b ]thiophene, DNTT) [ 37 ]และประเภท n (เช่น phenyl C61 butyric acid methyl ester, PCBM) [ 38 ]สารกึ่งตัวนำอินทรีย์บางชนิดยังสามารถแสดงคุณสมบัติทั้งประเภท p และประเภท n (เช่น แอมบิโพลาร์) ได้อีกด้วย[ 39 ]

เทคโนโลยีดังกล่าวช่วยให้สามารถผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดใหญ่ ยืดหยุ่น และต้นทุนต่ำได้[ 40 ]ข้อดีหลักประการหนึ่งคือ เนื่องจากเป็นกระบวนการที่อุณหภูมิต่ำเมื่อเทียบกับ CMOS จึงสามารถใช้วัสดุประเภทต่างๆ ได้ ทำให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการตรวจจับ[ 41 ]

คุณสมบัติ

พอลิเมอร์นำไฟฟ้ามีน้ำหนักเบายืดหยุ่นและราคาถูกกว่าตัวนำอนินทรีย์ ทำให้เป็นทางเลือกที่น่าสนใจในหลายๆ การใช้งาน นอกจากนี้ยังสร้างความเป็นไปได้ในการใช้งานใหม่ๆ ที่ไม่สามารถทำได้หากใช้ทองแดงหรือซิลิคอน

อิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ไม่เพียงแต่รวมถึงสารกึ่งตัวนำอินทรีย์ เท่านั้น แต่ยังรวมถึงฉนวนอินทรีย์ตัวนำ และตัวเปล่งแสงอินทรีย์ด้วย

การประยุกต์ใช้งานใหม่ๆ ได้แก่หน้าต่างอัจฉริยะและกระดาษอิเล็กทรอนิกส์คาด ว่า โพลิเมอร์นำไฟฟ้าจะมีบทบาทสำคัญในวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ระดับโมเลกุล ที่กำลังเกิดขึ้น ใหม่

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • กราสเซอร์, ทิบอร์, เมลเลอร์, เกรเกอร์. บัลโด, มาร์ก. (บรรณาธิการ) (2010) สปริงเกอร์ อิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ , ไฮเดลเบิร์ก. ไอเอสบีเอ็น 978-3-642-04537-0(ฉบับพิมพ์) 978-3-642-04538-7 (ฉบับออนไลน์)
  • Baracus, BA; Weiss, DE (1963). "การนำไฟฟ้าในพอลิเมอร์ II. การลดพอลิไพร์โรลด้วยไฟฟ้าเคมีที่ศักย์ควบคุม" Aust. J. Chem . 16 (6): 1076– 1089. doi : 10.1071/CH9631076 .
  • Bolto, BA; McNeill, R.; Weiss, DE (1963). "การนำไฟฟ้าในพอลิเมอร์ III. คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของพอลิไพร์โรล" Aust. J. Chem . 16 (6): 1090– 1103. doi : 10.1071/CH9631090 .
  • Hush, Noel S. (2003). "ภาพรวมของครึ่งศตวรรษแรกของอิเล็กทรอนิกส์ระดับโมเลกุล". Ann. NY Acad. Sci . 1006 (1): 1– 20. Bibcode : 2003NYASA1006....1H . doi : 10.1196 / annals.1292.016 . PMID  14976006. S2CID  24968273 .
  • กระบวนการทางอิเล็กทรอนิกส์ในผลึกอินทรีย์และพอลิเมอร์ ฉบับที่ 2โดย มาร์ติน โปป และ ชาร์ลส์ อี. สเวนเบิร์ก สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด (1999) ISBN 0-19-512963-6
  • คู่มืออิเล็กทรอนิกส์และโฟโตนิกส์อินทรีย์ (ชุด 3 เล่ม) โดย ฮารี ซิงห์ นัลวา สำนักพิมพ์อเมริกัน ไซเอนซ์ พับลิชเชอร์ส (2008) ISBN 1-58883-095-0
  • โลโก้ Wikimedia Commonsสื่อที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ในวิกิมีเดียคอมมอนส์
  • orgworld – หน้าแรกของOrganic Semiconductor World
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Organic_electronics&oldid=1353405864 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ อิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์

อิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์เป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์วัสดุที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบการสังเคราะห์ การวิเคราะห์ คุณสมบัติ และการประยุกต์ใช้ โมเลกุล หรือพอ ลิเมอร์ อินทรีย์ที่มี...

โพลิเมอร์นำไฟฟ้า

วัสดุตัวนำแบบดั้งเดิมเป็น วัสดุ อนินทรีย์ โดยเฉพาะ โลหะ เช่น ทองแดง และ อะลูมิเนียม รวมถึงโลหะ ผสม หลายชนิด [ 4 ]

เกลือถ่ายโอนประจุที่นำไฟฟ้าได้

ในช่วงทศวรรษ 1950 พบว่าโมเลกุลอินทรีย์แสดงคุณสมบัติการนำไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งพบ ว่าสารประกอบอินทรีย์ ไพรีน สามารถสร้าง เกลือ เชิงซ้อนถ่ายโอนประจุแบบกึ่งตัวนำ ร่วมกับ ฮาโลเจน ได้ [ 15 ] ในปี 1972 นักวิจัยพบการนำไฟฟ้าแบบโลหะ (การนำไฟฟ้าเทียบเท่ากับโลหะ)...

แสงและการนำไฟฟ้า

André Bernanose [ 16 ] [ 17 ] เป็นบุคคลแรกที่สังเกตเห็น การเปล่งแสงด้วยไฟฟ้า ใน วัสดุอินทรีย์ Ching W.