Прорыв в синтезе органических полупроводников поможет с передовой электроникой

Группа исследователей под руководством профессора Янга С. Парка с химического факультета UNIST совершила значительный прорыв в области органических полупроводников. Успешный синтез и определение характеристик новой молекулы под названием BNBN-антрацен открыли новые возможности для разработки передовых электронных устройств.

Органические полупроводники играют решающую роль в улучшении движения и световых свойств электронов в углерод-центрированных органических электронных устройствах. Исследования команды были направлены на повышение химического разнообразия этих полупроводников путем замены связей углерод-углерод (C-C) на изоэлектронные связи бор-азот (B-N). Такая замена позволяет точно модулировать электронные свойства без существенных структурных изменений.

Исследователи успешно синтезировали производное антрацена BNBN, которое содержит непрерывный блок BNBN, образованный путем преобразования блока BOBN на краю зигзага. По сравнению с обычными производными антрацена, состоящими только из углерода, антрацен BNBN продемонстрировал значительные изменения в длине связи C-C и больший энергетический зазор между самой высокой занятой молекулярной орбиталью и самой низкой незанятой молекулярной орбиталью.

Помимо уникальных свойств, производное антрацена BNBN продемонстрировало многообещающий потенциал для применения в органической электронике. При использовании в качестве синего носителя в органическом светоизлучающем диоде (OLED) антрацен BOBN продемонстрировал удивительно низкое управляющее напряжение в 3,1 В, а также более высокую эффективность с точки зрения использования тока, энергоэффективности и светового излучения.

Исследовательская группа подтвердила свойства производного антрацена BNBN, изучив его кристаллическую структуру с помощью рентгеновского дифрактометра. Этот анализ выявил структурные изменения, такие как длина и угол связи, обусловленные связью бор-азот (BN).

Наше исследование антрацена, разновидности ацена, широко признанного в качестве органического полупроводника, заложило основу для будущих достижений в этой области, — прокомментировал Сонхуа Чон (комбинированная программа MS/Ph.D. по химии, UNIST), первый автор данного исследования.

Непрерывная связь BN, синтезированная в ходе этого исследования, имеет большой потенциал для применения в органических полупроводниках.

Профессор Парк подчеркнул важность этого открытия заявлением:

Синтез и характеристика соединений с непрерывными связями бор-азот (BN) вносят вклад в фундаментальные исследования в области химии. Он предоставляет ценный инструмент для синтеза новых соединений и управления их электронными свойствами.

Результаты исследования, в котором также принимали участие команда профессора Чжунхан Кима из Католического университета Кореи, команда профессора Вонён Чо с химического факультета UNIST и исследовательская группа из SFC Co., Ltd., были опубликованы в престижном журнале Angewande Chemie International Edition.

29.12.2023