Organik-Inorganik Hibrit Yarı iletkenler nedir?

Organik-organik hibrit yarı iletkenler, organik ve organik fazları moleküler veya nano ölçekli düzeyde birleştirir, organik bir parça ile kullanılabilir olmayan özellikleri gösterir.En iyi bilinen oksitler veya metal oksitler.Bu hibrit perovskite materyallerin tanımı, tilammonium liderlik iodide (CH3NH3PbI3), organik bir tabakada bulunan organik bir kaplama ile birlikte, diğer malzemelerle birlikte yapılan bir organik kaplamalar ve diğer malzemelerle birlikte yapılır.

Organik bileşen genellikle yapısal esneklik, çözüm süreciability sağlar ve enerji seviyelerini moleküler tasarım yoluyla ayarlama yeteneği sunar.Inorganik bileşen yüksek şarj-karrier hareketliliği, güçlü ışık absoryonu ve sağlam termal stabilite sağlar. İki aşama arasındaki arayüz genellikle verimli şarj transfer, exiton dissociation ve ışık emisyonu sağlar.Bu hibrit mimari, araştırmacıların bant boşlukları, dielektrik sabitleri ve geniş bir dizi üzerinde yüksek şarj enerjileri sunar.

Geleneksel yarı iletkenler üzerinde anahtar avantajları

Organik-inorganik hibritler geleneksel elemental ( ⁇ , Germanyium) veya bileşik yarı iletkenlere kıyasla çeşitli farklı avantajlar sunar (GaAs, InP):

  • [FONT:0]Band boşluk tunability:[Dönetici cation, halide kompozisyonu veya inorganik tabakanın kalınlığı, optik grup boşluğu, görünür ve yakın spektrumda sürekli olarak ayarlanabilir.Bu özellikle de tandem güneş hücreleri ve renkli boyama için değerli.
  • [[Düzgömürümdeki süreç uygulanabilirliği:[Dönetici:0) Solution processability:[Dönetici:0)[Dönetici:0)Pekjetable:[Döneticileri, düşük sıcaklıklarda çözümden sentezlenebilir ve depolanabilirler, spin kaplama, slot-die kaplama gibi düşük maliyetli üretim teknikleri ve inkjet baskı baskı baskı. Bu, geleneksel yarı iletkenlikli imalatta kullanılan pahalı vakum depozisyon yöntemlerine ihtiyaç duyar.
  • [FONT=0)Mechanical esnekliği: [Dönetici bileşeni mekanik esnekliği ve hatta kullanılabilirliği verir, hibrit yarı iletkenlerin esnek ekranlara entegre edilmesine izin verir, giyilebilir sensörler ve uygun fotovoltaik cihazlar.
  • [FONT:0) Yüksek hata toleransı:[Döneticiler, kusurları ve tahıl sınırlarını işaret etmek için olağanüstü bir dayanıklılık sergiliyor, yüksek foto aydınlatmalı kuantum verimlerini ve uzun taşıyıcı difüzyon uzunlarını bile polikristal ince filmlerde bile sürdürüyor. Bu, kusurların tipik olarak rekombinasyon merkezlerinden hareket ettiği önemli bir kalkıştır.
  • [FONT:0]Cost-t-tamamlık:[Dönetici:[Dönetici:0)Kost-aktiflik:[Dönetici:[Döneticiler için Ham malzemeleri bol ve ucuzdur ve sentez rotaları genellikle çevre koşulları altında devam eder. Bu, yarı iletken cihazların düşük maliyetli üretimine kapıyı açar.
  • [FONT:0)Strong ışık-matter etkileşimi: Hybrid yarı iletkenler genellikle olay ışığın çoğunu yakalamak için ince film cihazlarına izin verir.

Mevcut Uygulamalar Araba Ticari İlgi Alanları

Perovskite Solar Hücreleri

Organik-inorganik hibrit yarı iletkenlerin en belirgin uygulaması, silikon alt hücreli bir hücreli bir perovskite güneş hücreleri, Oxford PV ve Longi gibi güç dönüşümleri %26'nın üzerinde başarı elde etti. Anahtar sürücülerin ses maliyeti, basit bir üretim ve yüksek performanslı bir hücre inşaatına izin verme yeteneği, ısı istikrarın altında uzun vadeli operasyonel değişikliklerle devam ediyor.

Işık-Eating Diodes (LEDs)

Hibrit perovskites ayrıca LED'lerde izin verilen katmanları da gösteriyor. Perovskite LEDs (Pelammonium) yakın zamanda fotolumines kuantum verimlerini ve daha dar emisyon çizgi genişliklerini kullanarak, onları yeşil, kırmızı ve yakın zamanda organik cation (örneğin, formamidinium, phenylethyminik kusi-2D yapıları kullanarak) veya tabakalı kuantum ekranları kullanarak, araştırmacılar, yeşil, kırmızı ve yakın-yankırık dalgalar için% 20'yi gösterdiler.

Fotodetectors and Image Sensörs

Yüksek absorpsiyon katsayısı ve uzun taşıyıcı yaşamları, mükemmel fotodeteksiyon yeteneklerine tercüme eder. Perovskite fotodetectors, 10 A /W'yi aşan ve tıbbi görüntüleme ve güvenlik taramalarına kıyasla karşılaştırılabilir olan 10 A /W ve tespit edilebilirliği göstermiştir.Inorganik optikler, özellikle de UV-bölgeleri kapsayan geniş bant görüntüleme dizilerine uygundur.

Çevre ve Gaz Sensörleri

Hibrit yarı iletkenlerin elektrik iletkenliği ve fotoluminesansları, nanoyapılı morfolojilerden yüksek yüzey alanının birleşimi ve organik bileşenden verimli kimyasal işlevselliği sağlamak, bu tür sensörlerin hedef analytes'in seçici tespitine olanak sağlar.Bu tür sensörler, düşük güç tüketimi ile oda sıcaklığında kullanılabilir, taşınabilir çevresel izleme sistemleri için avantajlı.

Gelişen Araştırma ve Gelecek Yolları

Stability ve Durability'e hitap etmek

Hibrit yarı iletkenlerin yaygın ticarileştirilmesi için birincil engel, özellikle perovskites, oksijen, nem, ısı ve ışık için duyarlılığıdır.Incapsulation teknikleri, örneğin atom tabakasının bariyer tabakalarının veya grafik gibi entegrasyonun yanı sıra, ışık kaynaklı hasarların mobil iyon geçişine kadar nasıl kaynaklandığı konusunda da bilgi sahibi olurlar.

Baş-Ücretsiz ve Eko-Friendly Materials

Çevresel endişeler, en verimli hibrit perovskites'de içeriklerin araştırılmasını teşvik etti (örneğin, Cs2AgBiBr6) doğal olarak istikrarlı ve liderliksiz olsa da, performans gecikmeleri de mevcut.Zengin ve Germanyium bileşikleri de hızlı oxidasyon altında. Bismuth tabanlı çift perovskites (örneğin, Cs2AgBiBr6) ortadan kaldırmak için.

Yeni Synthesis ve Deposition Yöntemleri

Üretim ölçeklendirmek için, araştırmacılar bıçak kaplama, slot-disyon ve buharlaştırma gibi ölçeklenebilir tekniklere taşınıyor. Vapor deposition, büyük yarı iletkenlerin sentezini sağlıyor, ki bu baskılı elektronikler için kuantum dotları gibi işlenebilir.

2D Malzemeler ve Kuantum Yapıları ile entegrasyon

Örneğin, grafikte elektrotlar arasındaki organik-inorganik hibritleri birleştirmek ultra hızlı fotodetoksit ve nonlatile hafıza etkileri göstermiştir.Splo nitride yeni cihaz mimarisini açar.Örneğin, van der Waals heteroyapıları, sandviçler arasında bir perovskite tabakasının, sert ve toparsız bellek etkileri olduğunu göstermiştir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Organik-organik hibrit yarı iletkenler, bir laboratuvar merakından gerçek teknolojik etki ile bir platforma geçiş yaptı.Onlara, uygulanabilir optoelektronik özellikleri, çözüm süreciability ve mekanik esneklik pozisyonlarının bir sonraki nesil elektronik, enerji dönüşümü ve algılanması için onları temel malzemeler olarak konumlandırıyor, stabilite ve çevresel uyumlulukla ilgili sorunlar devam ediyor, çünkü ilerleme hızı pratik olarak, ticari cihazlar ulaşılabilecektir.