ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ

ОРГАНИ́ЧЕСКИЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ́ , твердые органические вещества, которые имеют (или приобретают под влиянием внешних воздействий) электронную или дырочную проводимость и положительный температурный коэффициент электропроводности. Для твердых органических полупроводников характерно наличие в структуре ароматических колец с сопряженными связями. Носители тока в органических полупроводниках образуются в результате возбуждения p-электронов, делокализованных по системе сопряженных связей. Энергия активации, необходимая для образования носителей тока, снижается по мере увеличения числа сопряжений в молекуле и в полимерах может быть порядка тепловой энергии. Процесс проводимости органических полупроводников определяется движением носителей заряда внутри молекулы вещества и их переходами от молекулы к молекуле. Низкомолекулярные органические полупроводники имеют удельное сопротивление при комнатной температуре 10¹⁰-10¹⁶Ом^.см, а высокомолекулярные — 10⁵-10⁹Ом^.см. Хорошо выраженной примесной проводимости при низких температурах у них не наблюдается.
Органические полупроводники существуют в виде монокристаллов, поликристаллических или аморфных порошков и пленок. Полупроводниковыми свойствами могут обладать молекулярные кристаллы, молекулярные комплексы, металлоорганические комплексы, полимерные полупроводники и пигменты.
Молекулярные кристаллы — полициклические низкомолекулярные ароматические кристаллические соединения, имеющие ароматические кольца с системой сопряженных двойных связей. К ним относятся антрацен (см. АНТРАЦЕН) С₁₄Н₁₀, нафталин (см. НАФТАЛИН) С₁₀Н₈, фенантрен (см. ФЕНАНТРЕН), фталоцианины (см. ФТАЛОЦИАНИНОВЫЕ КРАСИТЕЛИ) и др.
Молекулярные комплексы — полициклические низкомолекулярные соединения, характеризующиеся электронным взаимодействием между молекулами вещества. По структуре молекулярные комплексы могут быть слоистыми (со слоями n- и p-типа) и однородными. Галогенароматические комплексы имеют однородное строение, а соединения антрацена со щелочными металлами — слоистое.
Металлоорганические комплексы — низкомолекулярные вещества, молекула которых содержит в центре атом металла, например, фталоцианин меди. Эти материалы обладают способностью к полимеризации.
Полимерные полупроводники — материалы, обладающие длинными цепями сопряжения в макромолекулах и сложное строение. С удлинением цепи сопряжения повышается электропроводность.
Полупроводниковыми свойствами обладают такие пигменты, как индиго (см. ИНДИГО), эозин (см. ЭОЗИН), пинацианол, радофлавин, радамин трипафлавин и др. Природные пигменты — хлорофилл (см. ХЛОРОФИЛЛ), каротин (см. КАРОТИНОИДЫ) и др.
Органические полупроводники находят применение в качестве светочувствительных материалов (например, для процессов записи информации), в микроэлектронике, для изготовления различного рода датчиков. Органические полупроводники отличаются высокой радиационной стойкостью, что обеспечивает изготовленным из них приборам широкое применение в атомной технике и космосе.