Органічні напівпровідники

Органі́чні напівпровідники́ — органічні сполуки із характерною для напівпровідників залежністю провідності від температури й освітлення.

Загальний опис

Тверда органічна речовина у кристалічному або аморфному стані, що проявляє напівпровідникові властивості, тобто провідність її менша, ніж у металів, але більша за провідність діелектриків (10^-10—10^-4Ом^-1·см^-1). Такі властивості мають полімери з розвиненою системою кон'югації, полімерні комплекси з переносом заряду, координаційні полімери, біополімери. Носіями струму в полімерних напівпровідниках можуть бути як електрони (n-провідники), так і дірки (р-провідники). Утворення носіїв струму визначається розподілом електронних станів за енергіями. За будовою це, зазвичай, поліциклічні сполуки із ненасиченими зв'язками. Органічні напівпровідники в аморфному стані належать до аморфних напівпровідників.

Провідність органічних напівпровідників лежить у дуже широких межах — питомий опір коливається від 10 до 10¹⁶ Ом·см. Органічні напівпровідники можуть бути як n-типу, так і p-типу. Домішки в них не відіграють настільки суттєвої ролі, як у неорганічних напівпровідниках. Рухливість носіїв заряду на кілька порядків нижча ніж у кремнію чи германію.

Класифікація

За будовою органічні напівпровідники можна розбити на кілька груп (для кожної категорії наведені приклади)

• Молекулярні кристали
  • Антрацен
  • Нафталін
  • Пентацен
• Молекулярні комплекси
  • Антрацен-калій
  • Антрацен-натрій
  • Перилен-йод
• Металоорганічні комплекси
  • Фталоціанін міді
  • Фталоціанін калію
• Полімерні напівпровідники
  • Поліацетилен
  • Поліфенілен
  • Політіофен
• Пігменти
  • Індиго
  • Радамін

Часто вживають терміни малі молекули і полімери, виділяючи всього дві групи.

Застосування

В порівнянні зі звичайними неорганічними напівпровідниками органічні напівпровідники дешеві, добре утворюють плівки, можуть бути гнучкими. Цими факторами зумовлений інтерес до них електронної промисловості, незважаючи на значно гіршу провідність.

Органічні напівпровідники використовуються в фотокопіювальних машинах, принтерах, огранічних світлодіодах, детекторах ядерного випромінювання. Ведуться дослідження з метою використання органіки в сонячних елементах.

Цікаві факти

У 2000 році Алан Гіґер, Алан Макдіармід і Хідекі Сіракава отримали Нобелівську премію з хімії за відкриття провідних полімерів, що викликало обурення в наукових колах, оскільки аналогічні ефекти спостерігалися раніше.

Джерела

• Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0.