【摘要】 有机电子学是一个新兴的领域,其中有机半导体单晶被认为是具有广泛实际应用前景的材料。

热膨胀在许多技术中占有相当重要的地位,例如精密机械、燃料电池和固态电子学。在后一个领域,每个系统组件的热膨胀行为的详细知识对于确保适当的设备性能是至关重要的。事实上,耦合到具有不同热膨胀特性的异质衬底的半导体会产生热膨胀系数不匹配,从而产生相当大的机械应力。这导致形成缺陷,甚至物理裂纹,导致器件性能的严重退化。由于这些原因,半导体和导体的热膨胀特性从固态电子学的早期就开始研究了。有机电子学是一个新兴的领域,其中有机半导体单晶被认为是具有广泛实际应用前景的材料。在此框架内,考虑到上述匹配半导体热膨胀系数的重要性以及实用器件的互补功能基板的重要性,OSSCs的热膨胀特性值得仔细研究。此外,据计算,对于OSSCs,即使很小的分子间距离变化,如热膨胀/收缩时发生的分子间距离变化,也可能对电荷在晶体内的传播方式产生强烈影响。在并五苯的有机单晶中已经发现显著的负热膨胀性质,证实了以前在标准(非半导体,或至少非电子表征的)有机晶体上观察到的类似现象(包括各向异性热膨胀)。一些呈现氢键的有机单晶体证明了更标准的(不呈现负膨胀系数)各向异性的晶格膨胀/收缩特性。用XRD研究由4-羟基氰基苯(4HCB)构成的有机半导体单晶在120-300k范围内的各向异性热膨胀特性,对晶体结构的仔细 分析 表明,来自组成晶胞的两个独立的、不同取向的4HCB分子的两个不同的H-键在温度变化时在键长和键角方面具有不同的重排模式[1]

[1] J. Mohanraj, E. Capria, L. Benevoli, et al. XRD- and infrared-probed anisotropic thermal expansion properties of an organic semiconducting single crystal[J]. Phys. Chem. Chem. Phys., 2018,20, 1984-1992.

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