Flu-TCNQ samkristall med integrerad laddningstransport av n-typ och röda emissionsegenskaper. Kredit:Mengjia Jiang, Shuyu Li, Chun Zhen, Lingsong Wang, Fei Li, Yihan Zhang, Weibing Dong, Xiaotao Zhang, Wenping Hu
Cocrystal engineering är en strategi för att montera organiska molekyler via den icke-kovalenta interaktionskraften, för att undvika svåra experimentella förhållanden (d.v.s. hög temperatur och högt tryck). Genom att välja lämpliga komponenter kan donator-acceptor (D-A) molekylerna sättas ihop som ett pussel. Under den intermolekylära interaktionen, såsom π–π-interaktioner, vätebindningar och halogenbindningar, kan cocrystal inte bara visa de inneboende egenskaperna hos dess komponenter utan också visa några nya egenskaper, som kan realisera "1+1>2"-effekten. Så cocrystal strategi har fördelen att designa multifunktionella material.
Forskare under ledning av professor Xiaotao Zhang vid Tianjin University, Kina, designar ett multifunktionellt organiskt samkristallmaterial. De fick en Flu-TCNQ-samkristall med integrerade optoelektroniska egenskaper, vilket är sällsynt på grund av motsättningen mellan de luminiscerande och elektriska egenskaperna hos organiskt material. Många forskare har uppnått integrationen av fotoelektriska egenskaper genom att introducera specifika funktionella strukturer, men det är tidskrävande och svårt att balansera de två egenskaperna. Dessutom uppvisar de flesta av de organiska optoelektroniska materialen som erhålls med denna metod en blå eller grön emission, och få material uppvisar röd emission. Och dessa optoelektroniska material uppvisar huvudsakligen p-typ laddningstransportbeteende.
Zhang et al. valde Flu (donator) som luminescensenhet på grund av dess goda luminescens, utökade π-konjugerade planer och rika elektronegenskaper. Och de valde TCNQ (acceptor) som den elektriska byggstenen, en typisk n-typ halvledare som kan ge en stark elektronborttagande kapacitet. Båda kompositionerna erhölls lätt, varvid man undvek de tråkiga syntetiska vägarna. Driven av laddningsöverföringsinteraktionen (CT) och påverkad av staplingsläget för D-A-molekyler, reglerades emissionen av Flu-TCNQ-kokristall till att vara röd, och laddningstransportegenskapen av n-typ för acceptormolekylen bibehölls i samkristallen. Deras arbete ger en effektiv lösning på bristen på organiska material med integrerade optoelektroniska egenskaper.
Verket, med titeln "TCNQ-based organic cocrystal integration red emission and n-type charge transport", publicerades i Frontiers of Optoelectronics (9 maj 2022). + Utforska vidare
