Los transistores orgánicos de efecto de campo (OFET) son el corazón de la electrónica de plástico. Se ha demostrado que el dopaje mejora el rendimiento de las OFET de forma eficaz. Hay dos formas principales de dopaje a los OSC.

La primera estrategia es el dopaje a granel. El dopaje a granel implica la mezcla en fase de solución o la co-deposición en fase de vapor de los dopantes con los OSC anfitriones. Sin embargo, El dopaje masivo introduce defectos estructurales y desórdenes energéticos en el material huésped, lo que reduce la movilidad de los semiconductores orgánicos.

La segunda estrategia es el dopaje de superficie. El dopaje superficial se logra mediante la deposición de dopantes en las superficies de los OSC anfitriones. En comparación con el dopaje a granel, los dopantes no se incorporan a la red del huésped, y así se elimina la inducción de defectos estructurales y desórdenes energéticos por el dopaje común a granel.

Como resultado, El dopaje de superficie se considera una estrategia útil para el dopaje no destructivo de los OSC. Hasta ahora, Se han aplicado dopantes de diversas estructuras en el dopaje de superficies. Sin embargo, la mayoría de los dopantes son películas delgadas policristalinas y sus espesores no están bien controlados, Por lo tanto, las mejoras de rendimiento de los OSC están restringidas. Los cristales moleculares bidimensionales (2DMC) son moléculas orgánicas monocapa o de pocas capas dispuestas periódicamente que se mantienen unidas por interacciones débiles (p. Ej., enlaces de hidrógeno, interacciones π-π, fuerzas de van der Waals) en un plano 2-D. Son películas continuas ultrafinas con orden de largo alcance.

Es más, el grosor de los 2DMC se puede ajustar a un nivel de monocapa, permitiendo el dopaje de OSC altamente controlable con precisión monocapa. Como resultado, Los 2DMC son materiales potencialmente favorables como dopantes para el dopaje de superficies.

Muy recientemente, El Dr. Rongjin Li y sus colegas de la Universidad de Tianjin informaron sobre una estrategia de dopaje superficial altamente controlable y eficaz basada en un monocristal compuesto 1-D / 2-D para aumentar la movilidad y modular el voltaje umbral de los OFET.

Aprovechando el espesor de escala molecular de los dopantes 2DMC, Se asegura una unión firme a la superficie de los OSC anfitriones y se logra un dopaje eficiente. Más importante, el espesor de escala molecular del 2DMC con capas controlables asegura un dopaje preciso del material huésped con precisión de monocapa.

En su estudio, Se adoptaron microcintas orgánicas monocristalinas 1-D de TIPS-pentaceno como ejemplo de OSC. Comparado con los materiales prístinos, la movilidad media de los OFET basados ​​en monocristales compuestos 1-D / 2-D aumentó de 1,31 cm ² / V * sa 4,71 cm ² / V * s, correspondiente a un aumento del 260%. Mientras tanto, Se logró una reducción sustancial del voltaje umbral de -18,5 V a -1,8 V. La movilidad máxima de 5,63 cm. ² / V * s fue mayor que la gran mayoría de las movilidades reportadas para TIPS-pentaceno hasta donde sabemos. Es más, altas relaciones de encendido / apagado de hasta 10 ⁸ fueron retenidos. El dopaje superficial por 2DMCs proporciona una estrategia altamente eficiente y altamente controlable para modular las propiedades optoelectrónicas de OSCs para diversas aplicaciones.