Российские ученые разработали новый органический полупроводник для сверхчувствительных газовых сенсоров

Новосибирск, 20 сен - ИА Neftegaz.RU. Российские ученые создали новый класс органических полупроводниковых материалов на основе диазафлуорена, предназначенных для высокочувствительных сенсоров, обнаруживающих сероводород и другие опасные газы.
Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда.

На основе сложного ароматического соединения были разработаны органические полевые транзисторы, которые успешно применены в качестве газовых сенсоров. Устройства продемонстрировали четкий и быстрый отклик на крайне низкие концентрации сероводорода в воздухе, составляющие порядка пятисот миллиардных долей.

Разработка была выполнена группой химиков под руководством заведующего лабораторией органической электроники Института органической химии СО РАН М. Казанцева. Работа велась в рамках проекта, нацеленного на поиск стабильных органических полупроводников n-типа.
Полупроводники n-типа, где основными носителями заряда являются электроны, критически важны для производства транзисторов наравне с материалами p-типа. Проблема заключается в том, что практически все пригодные органические полупроводники n-типа не способны стабильно работать на открытом воздухе, а не в инертной атмосфере.

Ученые предположили, что этой проблемы лишены полупроводники на основе малоизученного ароматического углеводорода диазафлуорена, в молекулах которого присутствует два атома азота. В ходе экспериментов они синтезировали и изучили множество производных этого соединения с различными добавками.
В результате был подобран оптимальный материал - диазафлуорен с фрагментом дицианометилидена. Это соединение сохраняло стабильность в воздушной среде, обладало хорошо выраженными свойствами полупроводника n-типа и демонстрировало необычно высокую активность во взаимодействии с молекулами сероводорода.

Как пояснил М. Казанцев, созданная молекула сочетает три ключевых свойства: низкий уровень граничных орбиталей для эффективного переноса электронов и стабильности, относительно низкий дипольный момент для минимизации ловушек заряда и химическую функциональность для сенсорного отклика.
По его словам, производные диазафлуорена являются перспективными кандидатами для практического применения в органической электронике.

Новое соединение открывает перспективы для создания полностью органических электронных устройств, способных работать в реальных условиях, а не в инертной атмосфере.



Автор: А. Шевченко