有机电子学电极修饰技术

传统上，已经由导电金属和无机半导体（例如硅）制成的电线和电路，其允许在一个部件之间的受控电荷流动。然而，现在可以使用有机分子，即大多由碳组成的材料在真正的微型尺度上制造这种电路。Felix Widdascheck博士Gregor Witte博士博士博士博士和菲利普斯·大学的研究小组一直在开发新的方法来修改这种电路的电路，以创建更高效​​的有机电子设备。

有机电子产品已经成为制造电子设备和电路的一种越来越受欢迎的方式。传统上，大多数电子应用程序使用含金属或无机化合物，如硅，它们通常更有利于围绕构成电路电流的电荷移动。

然而，许多有机分子，主要由碳和氢原子组成，也可以有效地进行电荷。组成大多数塑料的分子的长链可以例如通过掺杂剂进行改性，使其成为金属线的导电。有机化合物可以用作导体或半导体，仅在特定条件下进行电荷的材料，在2000年，Alan Heeger，Alan MacDiarmid和Hideki Shirakawa获得诺贝尔化学奖的诺贝尔奖。

有机电子器件变得如此受欢迎的原因有很多。它们可以轻巧，高度灵活，制造便宜。有机发光二极管（OLED）是有机电子产品的主要成功案例之一，现在在我们使用的大部分显示器中找到了折叠移动电话的可能性，首先由三星开发，现实。此外，它们可用于制作电子纸，因为公司塑料逻辑（德累斯顿，德国）已经使用晶体管（大多数现代技术基于基于有机半导体的小型控制开关的类型）。凭借稳步上升的效率，柔性有机太阳能电池集成到袋子或衣服中即将成为现实。

有机发光二极管(OLEDs)是有机电子领域的主要成功案例之一。

Philipps-Universitaet Marburg的三位同事是寻找改善我们如何制作有机电子设备的新方法的专家。特别是，它们培养了改善有机半导体结构性质及其界面的新颖策略。它们使用不同的表征技术，例如高分辨率显微镜，能够成像单个分子，X射线衍射和光谱，以详细地详细了解有机半导体材料的复杂结构，然后使用这些信息来改善其设计。

界面问题
该团队一直关注的一个领域是金属电极的修改。有机电子学的关键问题之一是传统金属电极与新型有机半导体材料的界面:电极作为有机半导体的电荷注入器，这种电荷注入的效率对器件的整体效率非常重要。因此，电极和半导体之间的界面是改进这类器件的关键目标区域。在这种情况下，一个有用的测量方法是所谓的金属和有机半导体之间的功函数差。每一种材料都有特定的功函数值，两者之间的差值是电荷从一种材料转移到另一种材料的容易程度的度量。马尔堡的研究小组最近表明，他们可以通过在金属表面添加一层分子，即所谓的单层分子层，以一种可控的方式改变金属电极的工作功能。

金属工作功能的控制是很重要的，因为这需要为每个有机半导体量身定制，以制造最有效的器件。然而，创造这些单一的有机单分子膜并不容易。通常这些单分子膜是应用在湿化学过程中，这涉及反应溶剂，因此很难纳入高性能器件的制造。马尔堡的研究小组转而使用超高真空中的有机分子束沉积，这种方法更可靠、可重复，适用于复杂器件的制造。这种方法，像竞争的湿化学过程，已在该领域使用多年，也使工作功能修饰单层。该团队进一步确保了对过程的精确控制，甚至将形成的薄膜内部的分子排列与观察到的工作功能变化联系起来。

马尔堡团队的方法使用有机分子束沉积法，这种方法更可靠、可重复，适用于复杂器件的制造。

有机分子束沉积
有机分子束沉积的工作原理是在真空室中将有机分子加热到非常高的温度，使它们形成蒸汽(这个过程称为升华)。当与金属电极的冷表面接触时，分子吸附并在金属表面形成一层膜。马尔堡团队接下来要做的就是加热金属以去除多余的层，直到只剩下想要的单分子层。这意味着不需要苛刻的溶剂，有很好的控制过程。Witte, Hauke和Widdascheck已经证明，这种方法非常成功地将酞菁层(有机电子中常用的大分子)沉积在银、金和铜等金属上。他们研究了理想的模型表面，理论物理学家可以用它来进行详细的计算建模，也研究了真实器件电极的不太完美的表面。

这种方法的灵活性意味着对于金属表面和有机半导体的不同组合非常适应。为单层或调谐层厚度选择不同的分子允许精确地在金属电极中强制执行特定的功函数值，然后与特定的有机半导体或特定有机装置类型兼容。