北京大学化学与分子工程学院裴坚教授

yilang

裴坚JACS：可调节能级的有机半导体合金问世

连续带结构调整，例如掺杂不同的原子，是无机半导体最重要的特征之一。然而，这在有机半导体中很难实现。北京大学裴坚联合多家研究机构第一次报道了通过将结构相似的衍生物合金化为单相来微调有机半导体带结构。

通过在主链的不同位置引入卤素原子，获得具有互补的分子内或分子间电荷分布的BDOPV衍生物。为了使库伦引力的相互作用最大化，并使排斥相互作用最小化，它们在单组分或合金单晶中形成反平行的共面堆积，从而产生有效的π轨道重叠。受益于自组装诱导的固态“烯烃复分解”反应，首次观察到三种BDOPV衍生物在一个单晶中共结晶。具有不同能级的分子像无机半导体中的掺杂剂一样起作用。因此，随着卤素原子总数的增加，合金单晶的最高占据分子轨道（HOMO）在-5.94至-6.96 eV范围内单调递减，以及最低未占分子轨道（LUMO）水平从-4.19降至-4.48 eV。

Dou J-H, et al. Organic Semiconducting Alloys with Tunable Energy Levels. Journal of the American Chemical Society, 2019.

DOI: 10.1021/jacs.8b13471

https://doi.org/10.1021/jacs.8b13471