Органическая электроника

Органическая логическая схема CMOS . Общая толщина менее 3 мкм. Шкала шкалы: 25 мм

Органическая электроника - это область материаловедения, касающаяся дизайна, синтеза , определения характеристик и применения органических молекул или полимеров, которые демонстрируют желаемые электронные свойства, такие как проводимость . В отличие от обычных неорганических проводников и полупроводников , органические электронные материалы создаются из органических (углеродных) молекул или полимеров с использованием синтетических стратегий, разработанных в контексте органической химии и химии полимеров .

Одно из обещанных преимуществ органической электроники - ее потенциальная низкая стоимость по сравнению с традиционной электроникой. [1] [2] [3] Привлекательные свойства полимерных проводников включают их электропроводность (которая может варьироваться в зависимости от концентрации примесей ) и сравнительно высокую механическую гибкость . Некоторые обладают высокой термостойкостью .

История [ править ]

Один класс материалов , представляющих интерес в органической электроники являются электрическими проводящая , то есть вещества , которые могут передавать электрические заряды с низким удельным сопротивлением. Традиционно проводящие материалы неорганические . Классические (и все еще технологически доминирующие) проводящие материалы - это металлы, такие как медь и алюминий, а также многие сплавы . [4]

Самый ранний зарегистрированный органический проводящий материал, полианилин , был описан Генри Летеби в 1862 году. Серьезная работа над другими полимерными органическими материалами началась в 1960-х годах. В 1963 году было сообщено о высокой проводимости 1 См / см (S = Сименс ) для производного тетраиодопиррола. [5] В 1977 году было обнаружено , что полиацетиленовое может быть окислен с галогенами для получения проводящих материалов либо из изоляционных или полупроводниковых материалов. Нобелевская премия по химии 2000 г. была присуждена Алану Дж. Хигеру , Алану Г. Мак-Диармиду и Хидеки Сиракава.совместно за их работу над проводящими полимерами. [6] Эти и многие другие исследователи идентифицировали большие семейства электропроводящих полимеров, включая политиофен , полифениленсульфид и другие.

В 1950-х годах был открыт второй класс электрических проводников на основе солей с переносом заряда. Ранними примерами были производные полициклических ароматических соединений. Например, было показано , что пирен образует полупроводниковые комплексные соли с переносом заряда с галогенами . В 1972 году исследователи обнаружили металлическую проводимость (проводимость, сравнимую с проводимостью металла) в комплексе с переносом заряда TTF-TCNQ.

Проводящие пластмассы были разработаны для применения в промышленности. В 1987 году Чинг В. Танг и Стивен Ван Слайк выпустили первый органический диод в компании Eastman Kodak . [7]

О первоначальной характеристике основных свойств полимерных светодиодов, демонстрирующей, что явление эмиссии света представляет собой инжекционную электролюминесценцию и что частотная характеристика была достаточно быстрой, чтобы можно было использовать видеодисплей, сообщили Bradley , Burroughes , Friend и др. в газете Nature 1990 года . Переход от молекулярных материалов к макромолекулярным материалам решил проблемы, с которыми ранее сталкивались с долговременной стабильностью органических пленок, и позволил легко создавать высококачественные пленки. [8] Последующие исследования позволили разработать многослойные полимеры и новую область пластиковой электроники и органических светодиодов.(OLED) исследования и производство устройств быстро росли. [9]