Designkonceptet med molekylär dopning och elektroluminescensbilder av tre primärfärgs ljusemitterande transistorer. Kredit:Qin Zhengsheng
Organiska ljusemitterande transistorer (OLET) som kombinerar den ljusemitterande funktionen hos organiska ljusemitterande dioder (OLED) och strömmoduleringsfunktionen (och signalförstärknings) hos organiska fälteffekttransistorer (OFET) i en enda enhet är lovande komponenter för optoelektronik, smarta displaytekniker och elektriskt pumpade lasrar. För att förbättra dessa teknologier är det avgörande att utveckla emissiva organiska halvledare med hög rörlighet med avstämbara färger, det aktiva kärnskiktet för OLET. Detta är dock fortfarande en utmaning.
I en studie publicerad i Science Advances , utvecklade forskargruppen ledd av prof. Dong Huanli från Institute of Chemistry vid den kinesiska vetenskapsakademin en serie färgavstämbara, högrörliga, emissiva, organiska halvledare via en molekylär dopningsstrategi med en högrörlig organisk halvledare, 2,6-difenylantracen (DPA) som värd och tetracen (Tc) eller pentacen (Pen) som gästmolekyler.
Välmatchade molekylära strukturer och storlekar, såväl som effektiv energiöverföring mellan värden och gästen, möjliggör de inneboende höga laddningstransportegenskaperna med inställbara färger. Femfärgade organiska halvledare med hög rörlighet från blå till röda inklusive att själva värdmolekylen prepareras med högsta rörlighet över 2 cm 2 V -1 s -1 och fotoluminescenskvantutbyte (PLQY)> 15,8 %.
Fluorescensspektra för molekylärdopade enkristaller visar att graden av energiöverföring ökar med ökande dopningskoncentration. Graden av energiöverföring för de Pen-dopade proverna analyserades och graden av energiöverföring är 53 % vid 0,5 % dopningskoncentration och 96 % vid 3 % dopningskoncentration, vilket är nära fullständig energiöverföring.
På grund av de dopade kristallernas höga rörlighet och emissionsegenskaper och den asymmetriska elektrodanordningsstrukturen, uppvisar de molekylärdopade OLETs-anordningarna stark och rumsligt kontrollerad elektroluminescens i både P-kanal och N-kanal. Den utmärkta optoelektroniska prestandan hos de molekylärdopade enkristall-OLET-enheterna demonstreras också av deras lilla hysteres och maximala fotoströmomkopplingsförhållande på 5,8×10 2 .
Färgtriangeln som uppnås med DPA, Tc 8 % och Pen 3 % ljusemitterande transistorer täcker 59 % av National Television System Committee (NTSC) standard i Commission Internationale de l'Eclairage (CIE) 1931 färgrymd, vilket överskrider 45 % av NTSC-standarden täcks av vissa kommersiella bildskärmspaneler, vilket ger ett stort löfte om integrerade optoelektroniska enheter och kretsar i fullfärg.
Denna strategi kan utvidgas till mer konjugerade organiska molekylsystem med det rationella urvalet av högrörliga värd- och gästmolekyler för överlägsna prestanda. + Utforska vidare
