【摘要】 电极的功函数(WF)是一个关键参数，它决定了界面处的能量分布和接触时形成的电荷密度。

柔性电子产品的可持续性受到质疑，因为不可降解塑料的持续使用导致了不可收集的塑料废物和电子废物的全球性问题。得益于有机电子的优势，如低生产成本、灵活性和重量轻，使有机器件能够广泛用于物联网(IoT)设备，如显示器、传感器、射频识别器和电源。由于可持续电子产品是用环境友好型材料组装的，因此设计它们的界面对于优化它们的性能至关重要，然而，这一点还没有得到很好的研究。在这些不同材料的界面中，有机/电极界面是优化有机发光二极管、场效应晶体管和光伏器件中电荷注入和提取的关键。电极的功函数(WF)是一个关键参数，它决定了界面处的能量分布和接触时形成的电荷密度。因为界面电子性质控制有机/电极界面处的电荷注入势垒和电荷复合速率，控制WF和能级排列对于设计卓越的可持续电子产品至关重要。调整电极的WF需要形成偶极层，该偶极层可以增加或减少电极表面的静电势。在丰富的天然分子中，通过莽草酸途径在植物中生物合成的苯丙素类化合物，是电极改性剂的候选之一。由于大多数苯丙素包含极性官能团，如C=O和O–H，它们具有大的永久偶极。如果极性分子自发地与电极表面上的优先吸附对齐，则得到的偶极层可以操纵WF。咖啡酸(CfA)是一种苯丙酸类化合物，由以反式构型。CfA有一个指向儿茶酚的4.34 D的永久偶极子。偶极单位矢量稍微偏离分子长轴到14.4。此外，邻苯二酚基团通过表面和羟基之间的氢键或配位键优先吸附在金属表面上。结合分子的上述特征，CfA在电极表面的吸附将在最外层表面形成带有负电荷的偶极层，因此预期增加电极的WF[1]。

[1] Kouki Akaike, Takuya Hosokai, Yutaro Ono, Ryohei Tsuruta, Yoichi Yamada. Increasing Electrode Work Function Using a Natural Moleculeb[J]. Advanced Materials Interfaces. 2023, 19(10): 2201800.

 

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