나선 구조를 형성하는 바카라 양방 유기 반도체가 성공적으로 개발되었습니다

8270_8378cholestic 바카라 양방으로서의 광학적 특성를 보여주는 유기 반도체를 성공적으로 개발했습니다 반도체로 전하 수송 특성을 나타내고 나선형 바카라 양방 구조를 갖기 때문에원형 편광조명 방출 요소유기 반도체 레이저에 적용될 것으로 예상됩니다

cholesteric 바카라 양방은 빛의 파장에 대한주기를 갖는 나선형 구조를 가지므로 특정 파장의 원형 편광 광을 반사하거나 제한하므로 원형 편광 방출 및 레이저 진동이 광학 여기에 의해 조사되고 있습니다 그러나, 일반적인 콜 레스 테릭 바카라 양방은 절연체이며, 전기 여기에 의해 구동 될 수있는 장치를 실현하기 위해, 전기를 전도 할 수있는 콜레스 테레 트릭 바카라 양방이 필요했다 (도 1)

지금까지, 밀도가 높은 분자로 채워진 결정과 같은 구조를 갖는 바카라 양방은 반도체에서 볼 수 있듯이 전자 전도를 나타내는 것으로 알려져있다 그러나, 액체 결정 액체 인 담관상에서, 이온 전도가 관찰되었지만, 반도체와 같은 구멍과 전자 전도는 관찰되지 않았다

이번에는 AIST가 콜 레스 테릭 바카라 양방 페닐 Querthiophen 유도체 (3-QTP-4ME-PHO5^*|)가 새로 합성되었습니다 이 재료는 콜 레스 테릭 단계 임에도 불구하고 반도체로서 구멍 전도성을 나타냅니다 또한, 이량 체 구조를 갖는 바카라 양방 물질이 합성되었고, 실온에서 콜 레스 테릭 상을 나타내고 광습시 원형 분극 된 빛을 방출한다는 것이 발견되었다

이 결과는 물리 화학 물리학 적 저널입니다Chemphyschem또한 국제 바카라 양방 회의에서 7 월 2 일부터 7 일까지 미국 콜로라도 주 키스톤에서 개최 될 구두 프레젠테이션이 진행됩니다

그림 1 담즙 정체 반도체의 적용에 대한 개념적 다이어그램

그림 2 콜레 스틱 바카라 양방 페닐 Quarthiophen 유도체 3-QTP-4ME-PHO5*

최근 몇 년 동안, 유기 반도체는 저렴하고 유연한 광학 전자 장치를 실현하는 데 유리한 것으로 인식되어 왔으며, 유기 반도체를 사용하는 전기 발광 장치 및 레이저에 대한 연구가 수행되었습니다

유기 반도체에 새로운 광학 함수를 제공 할 때, 파장 규모의 빛의 상부 구조를 도입해야합니다 리소그래피를 사용한 미세 가공을 통한 상부 구조의 도입이 조사되고있다 한편, 키랄성 (광학 회전) 바카라 양방 분자는 자발적으로 파장 규모의 빛과 함께 상부 구조를 형성하는 것으로 알려져있다 이주기적인 구조를 사용하여 원형 편광 광 방출 및 레이저 진동이 연구되었지만, 바카라 양방 재료는 일반적으로 절연체이므로 전기 여기를 사용하여 광 방출 장치에 적용 할 수 없습니다

전기적 여기를 갖는 원형 편광 광 방출 요소는 바카라 양방 디스플레이의 백라이트에 적용될 수 있습니다 편광 필터가 필요하지 않기 때문에 필터로 인한 에너지 손실은 절반으로 줄어들 수 있으며, 이는 디스플레이 수명을 연장하고 신뢰성을 향상시킬 것으로 예상됩니다 또한, 원형 편광 전송 필름과 함께 사용될 때, 디스플레이의 품질을 향상 시키는데 효과적이다

발표자의 연구 그룹은 바카라 양방 유기 반도체를 실제 광학 및 전자 장치에 적용하기 위해 분자 구조와 물리적 특성 사이의 상관 관계와 같은 분자 설계에 대한 지침을 설정하기 위해 노력하고 있습니다

　바카라 양방 반도체분자 결정 (전기 흐름의 지표로서 작용하는 파라미터)과 비슷한 전하 이동성을 가지지 만, 유기 용매에서는 매우 용해도이므로 용액 공정에 의해 박막 및 장치를 제조 할 수 있습니다 최근에, 10 개의 바카라 양방은 결정과 같은 층 구조를 가지고있다^-1CM²/vs의 전하 이동성이 있다고보고되었으며 유기 박막 트랜지스터에 적용되는 것으로 간주됩니다 그러나 바카라 양방 재료는 유동성을 가지기 때문에 구멍과 전자가 전도 될뿐만 아니라 이온 전도도 유발합니다 지금까지 반도체로서 전기 전도성을 갖는 바카라 양방은 층 구조를 갖는다Smectic Phase컬럼 구조를 갖는 디스코트 원주 단계는 제한되었다 네마 틱 또는 콜 레스 테릭 상의 바카라 양방은 결정과 같은 구조를 갖지 않기 때문에, 액체 유동성을 갖는 네마 틱 또는 콜 레스 테릭 상에서는 구멍 또는 전자가 관찰되지 않았으며, 불순물로 인한 이온 전도 만 관찰되었다 빛의 파장 스케일에서주기적인 구조를 갖는 콜 레스 테릭 위상 바카라 양방이 전자 전도도를 갖는 경우, 전기 여기에 의해 원형 편광 방출 요소와 유기 반도체 레이저를 실현할 가능성이있다 또한, 주기적 구조는 유체 콜 레스 테릭 상에서 전기장과 같은 외부 필드에 의해 제어 될 수 있기 때문에, 방출 파장을 변화시킬 수있는 광 방출 장치에도 적용 할 수도있다

콜 레스 테릭 단계는 네마 틱 상이 꼬인 꼬인 구조를 가지고 있습니다 따라서, 키랄성이 천연 상을 나타내는 바카라 양방 분자에 도입되면, 콜 레스 테릭 단계가 나타납니다 네마 틱 상을 나타내려면, 분자의 종횡비가 큰 재료가 유리하다 또한, 전기 전도도를 향상시키기 위해, 전도성 중합체의 부분 구조가 바카라 양방에 포함되는 바카라 양방 분자는 설계되었다

구체적으로, 그림 3π- 전자 공액 시스템11993_12072

그림 3이 연구에 사용 된 콜레 스틱 바카라 양방 반도체

이 물질의 전하 수송 특성을 측정했을 때, 콜 레스 테릭 단계에서의 양전하 이동성은 2x10^-4CM²/vs에 도달했으며, 정상적인 소분자 네마 틱 바카라 양방 및 담낭상의 전하 이동성보다 1 ~ 2 배 더 높았다 또한,도 1에 도시 된 바와 같이 도 4, 양전하의 이동성은 온도 상승에 따라 포화되며 온도 상승에 따라 단조롭게 감소하는 점도와 다르기 때문에 양전하 수송은 점도에 의해 지배되는 이온 전도가 아니라 반도체에서 볼 수있는 구멍 전도임을 밝혀냈다 음전하와 관련하여 두 가지 유형의 충전이 존재하는 것으로 생각되며, 한 전하의 이동성은 양전하와 마찬가지로 2x10^-4CM²12903_12947^-5CM²/vs 이동성 온도 상승에 따라 단조롭게 증가하고 활성화 에너지가 점성 활성화 에너지와 일치했기 때문에, 이는 점성으로 지배적으로 지배적 인 이온 전도로 인한 것으로 결론을 내렸다

그림 4 : 캐리어 이동성의 온도 의존성

그림 5 : 콜 레스 테릭 상에서의 전자 전도 이미지

바카라 양방 반도체 3-QTP-4ME-PHO5는 실온에서 결정화되며 담관상을 유지할 수 없습니다 또한, 나선형 기간은 가시 광선의 파장보다 길기 때문에, 가시 광선 영역에는 선택적 반사가 표시되지 않습니다 따라서, 키랄 모이어 티로 도입 된 Binaphthyl 그룹을 갖는 이량 체 담기 반도체가 합성되었다 실온에서 콜 레스 테릭 상을 유지할 수있는 것 외에도,이 화합물은 가시 광선 영역에서 선택적 반사 밴드를 가지므로 실온에서 간섭 색상을 나타냅니다 이 특성으로 인해, 형광 스펙트럼이 선택적 반사 대역과 겹치는 파장에서 자외선으로 여기 될 때 원형 편광 형광이 관찰 될 수있다 무화과 도 6은 원형 편광 형광 스펙트럼을 보여준다 원형 이색성 매개 변수는 최대 14에 도달했습니다

이량 체 담기 바카라 양방의 분자 구조

그림 6 이량 체 담기 바카라 양방의 원형 편광 방출 스펙트럼

목표는 실온에서 전하 이동성을 더욱 향상시키고 솔루션 프로세스를 통해 원형 편광 광 방출이 가능한 전기 발광 장치를 제조하는 것입니다 또한 광학 여기에 의해 야기 된 레이저 진동을 고려하고자하며, 앞으로는 전기 여기로 인한 유기 반도체 레이저를 실현하고 싶습니다

◆ 콜레 스틱 바카라 양방으로서의 광학 특성

콜레 스틱상은 빛의 파장에 대한주기를 가진 나선형 바카라 양방 구조를 가지고 있습니다 따라서, 콜 레스 테릭상의 나선과 동일한 방향으로 원형 편광 조명이 전달되지만 반대 방향으로 원형 편광 된 빛이 반사된다 콜레 스틱 바카라 양방에서 빛이 방출 될 때, 나선과 반대 방향으로 원형 편광 조명이 외부로 방출되는 반면, 같은 방향으로 원형 편광 광은 내부에 제한됩니다 따라서, 바카라 양방의 외부에서 볼 때, 나선과 반대 방향으로 원형 편광 만 관찰된다 또한, 동일한 방향으로 원형 편광 광은 바카라 양방에 제한되지만, 빛이 효율적으로 제한 될 수 있다면 내부에서 빛 증폭이 발생하고 레이저 진동이 발생합니다 일반적으로, 공진기 구조를 반도체에 통합하려면 미세한 처리가 필요하지만, 콜 레스 테릭 단계에서는 분자의자가 응집은 공진기 구조의 형성을 초래한다 이 특성을 활용하면, 염료가 담즙 정체 바카라 양방에 첨가되는 시스템에서 광습으로 인한 레이저 진동이 조사되고있다[참조로 돌아 가기]

◆ 원형 편광

빛은 전기 및 자기장의 진동으로 인한 전자기 파의 한 유형이지만, 정상적인 자연광은 전기 또는 자기장의 진동 방향이 고정되어 있지 않습니다 그러나, 특정 광학 요소를 전달함으로써, 빛을 정의 된 진동 방향으로 변환 할 수있다 진동 방향이 한 방향으로 고정 된 선형 편광 조명이 사용되며, 시간이 지남에 따라 진동 방향이 원에서 변하는 원형 편광 조명이 사용됩니다 두 개의 원형 편광이 있습니다 : 오른 손잡이와 왼손잡이 바카라 양방 디스플레이에서, 백라이트에 의해 일반적으로 생성되는 빛은 편광되지 않습니다 이 빛은 편광 필터를 통해 선형 또는 원형 편광으로 변환되기 때문에, 빛의 절반은 사용되지 않고 열로 변환됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 유기 반도체 레이저

구멍과 전자가 유기 반도체에 주입되고 두 개가 반도체에서 재조합되면, 빛 방출이 발생합니다 (전기 발광) 이 경우, 공진기 구조가 유기 반도체에 통합 될 수 있고 캐리어가 여기 상태의 밀도를 충분히 증가시키기 위해 효율적으로 주입 될 수 있다면, 빛을 증폭시키고 레이저 진동으로이어야한다 그러나 실제로 고밀도 반도체에 고밀도 캐리어를 주입하여 고밀도 여기 상태를 생성하는 것은 매우 어렵다 따라서이 단계에서는 광습으로 인한 레이저 진동 만 관찰되었으며 전기 여기로 인한 레이저 진동은 성공하지 못했습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 바카라 양방 반도체

디스플레이에 사용 된 바카라 양방 재료는 절연체입니다 그러나, 큰 π- 전자 공액 시스템을 갖는 일부 바카라 양방 재료는 전기가 흐르는 특성 (반도체)을 가지고있다 바카라 양방 반도체에서, 전하는 홉 (전자 전도)에 의한 분자 사이의 전하 (전자 전도)가 고속 전하 전달을 유발하고, 운반체 전달 공정은 실리콘 반도체의 것과 다르다 캐리어 모빌리티를 캐리어 이동성이라고하며, 이는 캐리어 이동 속도를 전기장 강도로 나누어 획득합니다 캐리어 모빌리티가 높을수록 전류가 통과되고 응답 속도가 증가 할 수 있습니다 바카라 양방 반도체에서, 바카라 양방 분자의 배향은 바카라 양방에 고유 한 자발적 배향 (바카라 양방 디스플레이에 적용됨)으로 인해 비교적 쉽게 제어 될 수 있으며 화학적 구조적 특성으로 인해 다양한 유기 용매에서 높은 용해도를 나타낸다[참조로 돌아 가기]

◆ 스마트 틱 및 네마 틱 단계, 담즙 정체 단계

바카라 양방 재료는 바카라 양방 상태를 형성하는 재료이지만, 특성을 나타내는 재료의 분자는 일반적으로 디스크 형 및 막대 모양의 형태를 취합니다 전자는 원반 바카라 양방이라고하며, 후자는 카라미트 바카라 양방이라고합니다 카라미트 바카라 양방은 액체 네마 틱 상으로 나뉘어 진 분자가 단지 불일치 적으로 방향을 지정하고 스마트 틱 상이며 결정질에 더 가깝게 구조를 갖는 층 구조를 갖는다 연합 한 바카라 양방에서, 분자는 서로 가까이 줄 지어 있으며, 분자들 사이의 전하 전달은 부드럽게 진행되어 전자 전도를 초래한다 대조적으로, 천연상에서, 분자는 더 느슨하게 배열되고, 분자들 사이의 전하 전달은 원활하게 진행되지 않는다 또한, 유동성이 높기 때문에, 이온 전도는 바카라 양방 분자 자체와 이온 성 불순물의 움직임으로 인해 발생할 수 있습니다 콜 레스 테릭상은 네마 틱 상이 형성되는 꼬인 구조를 가지며 키랄성이 네마 틱 상을 나타내는 바카라 양방 물질에 도입 될 때 나타납니다 네마 틱 상과 같은 전기 전도 측면에서 분자 배열은 느슨하므로 전자 전도가 발생할 가능성이 줄어 듭니다[참조로 돌아 가기]

Nesmatic Phase	Smectic Phase 크리스탈 같은 층 구조 분자가 막히는 방법을 닫습니다
통의 단계 액체, 밀도가 높지 않은 분자
그림 7 SMECTIC, NEMATIC 및 CHOLESTERIC PHASES

◆ π- 전자 공액 시스템

분자는 개별 원자의 결합으로 구성되지만 결합을 제어하기 위해 전자가 필요합니다 이 전자는 결합 된 원자와 관련하여 σ 전자 및 π 전자와 구별된다 이들 전자에 의해 형성된 결합은 각각 σ 결합 및 π 결합이라고하며, π 결합의 경우 전자는 결합 된 원자 사이를 비교적 자유롭게 이동할 수 있으므로 자연적으로 높은 단열이있는 유기 물질에서 전기 전도도의 원천이 된 이유이다 특히, 공액 시스템이라고 불리는 π 전자는 전체 분자에 걸쳐 존재하며, 이동할 수있는 구조에서 높은 전하 이동성이 예상 될 수있다[참조로 돌아 가기]