研究人员阐明新时代软半导体的内部工作原理

材料科学家首次使用专为精细材料设计的电子显微镜探索有前途的软半导体的微观结构,这可能导致新一代电子产品。

来源:斯坦福新闻

下一代电池和电子设备的更有希望的材料类别之一是有机混合离子电机导体,即简称OMIEC。这些柔软,柔性的聚合物半导体具有有希望的电化学品质,但对它们的分子微观结构以及电子如何通过它们而言知之甚少 - 这是一个重要的知识差距,需要解决以将OMIEC推向市场。

为了填补这一空白,斯坦福大学的材料科学家最近采用了一种特殊的电子显微镜技术,该技术可与柔软的,所谓的“光束敏感”一起使用,例如生物分子等材料,以更清晰地了解emiec的结构内部工作,以及为什么它们享有如此有利的电化学性质。

就像汽车电池中的水一样,液体电解质在OMIEC聚合物层之间注入。电解质是离子在产生电流的正极和负极之间移动的介质。

“当将OMIEC聚合物浸入液体电解质中时,它们像手风琴一样膨胀,但要保持电子功能。我们了解到,聚合物材料的长分子链能够伸展并轻轻弯曲,即使材料与电解质膨胀了300%。

alberto salleo 自然材料

“研究代表了可视化这些材料的微观结构的概念突破。以前我们只能进行理论化的地方,现在我们可以看到正在发生的事情使OMIEC运作良好。” Salleo实验室的博士后学者Yael Tsarfati说,进行了大多数电子显微镜观察的论文的第一作者。 “学习材料如何在结构层面上工作是设计越来越多的材料的关键。”

yael tsarfati

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