有機半導体

有機半導体の使用はエレクトロニクスの多くの分野に広がっています。有機半導体は情報を記録するための感光材料として応用でき、センサーの製造にも使用されます。有機半導体をベースに作られたデバイスは放射線に耐性があるため、オープンスペースや原子力技術でも使用できます。

有機半導体には、最初に正孔または電子伝導率、および正の電気伝導率の温度係数を有する、または外部要因の影響下で獲得される固体有機化合物が含まれます。

この構造の半導体は、分子内に共役芳香環が存在することが特徴です。共役結合に沿って非局在化した p 電子の励起により、有機半導体内に電流キャリアが形成されます。さらに、これらの電子の活性化エネルギーは構造内の共役数の増加に伴って減少し、ポリマーでは熱エネルギーのレベルに達することがあります。

有機半導体の導電性の特性は、分子内および分子間の両方の電荷キャリアの移動に基づいています。その結果、高分子量半導体の抵抗は室温で 10 ^ 5 ～ 10 ^ 9 Ohm * cm、低分子量半導体の抵抗は 10 ^ 10 ～ 10 ^ 16 Ohm * cmです。また、通常の半導体とは異なり、低温でも顕著な不純物の伝導はありません。

実際には、有機半導体はアモルファスまたは多結晶の粉末、フィルム、単結晶の形で存在します。ここでの半導体とは、分子結晶や錯体、有機金属錯体、さらには色素や高分子半導体も指します。

分子結晶は、共役二重結合系を持つ芳香環を含む多環芳香族低分子量結晶性化合物です。分子結晶には、フェナントレン、アントラセン C14H10、ナフタレン C10H8、フタロシアニンなどが含まれます。

有機金属錯体には、分子の中心に金属原子を持つ低分子物質が含まれます。これらの材料は重合可能です。有機金属錯体の代表的なものは銅フタロシアニンです。

分子複合体は、分子間電子相互作用を持つ低分子量の多環式化合物です。その構造により、分子複合体は均質で層状になっています（p 型層と n 型層）。ハロゲン芳香族錯体は、アルカリ金属を含むアントラセン化合物など、均質な構造と層を特徴としています。

高分子半導体は、高分子内に共役鎖が延長され、複雑な構造を有する化合物です。共役鎖が長ければ長いほど、物質の比導電率は高くなります。

顔料には半導体特性があります: エオシン、インジゴ、ラドフラビン、トリパフラビン、ピナシアノール、ラダミンなど。そしてカロチン、クロロフィルなどの天然色素から。