Ett team av forskare under ledning av professor Young S. Park vid UNISTs avdelning för kemi har uppnått ett betydande genombrott inom området organiska halvledare. Deras framgångsrika syntes och karaktärisering av en ny molekyl kallad "BNBN anthracene" har öppnat nya möjligheter för utveckling av avancerade elektroniska enheter.
Uppsatsen är publicerad i tidskriften Angewandte Chemie International Edition .
Organiska halvledare spelar en avgörande roll för att förbättra rörelse- och ljusegenskaperna hos elektroner i kolcentrerade organiska elektroniska enheter. Teamets forskning fokuserade på att förbättra den kemiska mångfalden av dessa halvledare genom att ersätta kol-kol (C−C) bindningar med isoelektroniska bor-kväve (B−N) bindningar. Denna substitution möjliggör exakt modulering av de elektroniska egenskaperna utan betydande strukturella förändringar.
Forskarna syntetiserade framgångsrikt BNBN-antracenderivatet, som innehåller en kontinuerlig BNBN-enhet som bildas genom att konvertera BOBN-enheten vid sicksackkanten. Jämfört med konventionella antracenderivat enbart sammansatta av kol, uppvisade BNBN-antracen signifikanta variationer i C−C-bindningslängden och en större högsta ockuperade molekylära orbital–lägsta lediga molekylära orbitala energigap.
Förutom sina unika egenskaper visade BNBN-antracenderivatet lovande potential för tillämpning i organisk elektronik. När den användes som blå värd i en organisk ljusemitterande diod (OLED), uppvisade BOBN-antracenen en anmärkningsvärt låg drivspänning på 3,1V, tillsammans med högre effektivitet när det gäller strömutnyttjande, energieffektivitet och ljusemission.
Forskargruppen bekräftade ytterligare egenskaperna hos BNBN-antracenderivatet genom att studera dess kristallstruktur med hjälp av en röntgendiffraktometer. Denna analys avslöjade strukturella förändringar, såsom bindningslängd och vinkel, till följd av bor-kvävebindningen (BN).
"Vår studie om antracen, en typ av acen som är allmänt erkänd som en organisk halvledare, har lagt grunden för framtida framsteg inom området", säger Songhua Jeong (Combined MS/Ph.D. Program of Chemistry, UNIST), första författaren. av denna studie. "Den kontinuerliga BN-bindningen som syntetiseras genom denna forskning har stor potential för tillämpningar i organiska halvledare."
Professor Park betonade betydelsen av detta genombrott och sa:"Syntesen och karakteriseringen av föreningar med kontinuerliga bor-kvävebindningar (BN) bidrar till grundläggande forskning inom kemi. Det ger ett värdefullt verktyg för att syntetisera nya föreningar och kontrollera deras elektroniska egenskaper."
Mer information: Seonghwa Jeong et al, Ökad kemisk mångfald av B2N2-antracenderivat genom att introducera kontinuerliga multipla bor-kväveenheter, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI:10.1002/anie.202314148
Journalinformation: Angewandte Chemie International Edition
Tillhandahålls av Ulsan National Institute of Science and Technology
