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二維有機(jī)導(dǎo)體庫侖阻塞現(xiàn)象獲證實

  • 發(fā)布時間：2016-01-06 01:30:38  來源：科技日報  作者：佚名  責(zé)任編輯：羅伯特

　　科技日報北京1月5日電 （記者華凌）日本大阪大學(xué)一個研究小組首次成功證明，在二維有機(jī)導(dǎo)電聚合物薄膜上存在庫侖阻塞現(xiàn)象，他們還通過量子計算和電導(dǎo)率模型實驗驗證了相關(guān)理論依據(jù)。該研究結(jié)果或可顛覆對有機(jī)導(dǎo)體傳導(dǎo)機(jī)制的傳統(tǒng)理解，并有助于設(shè)計有機(jī)分子器件的性能。

　　當(dāng)顆粒尺度達(dá)到納米級，體系電荷便“量子化”，即充電放電過程是不連續(xù)的，導(dǎo)致電子不能集體傳輸，而是一個一個單電子輸運(yùn)，這稱為庫侖阻塞效應(yīng)。

　　目前，有機(jī)設(shè)備越來越多，其中如由廉價的碳基低分子合成的導(dǎo)電聚合物，通過結(jié)構(gòu)的改變會具有金屬、半導(dǎo)體和絕緣體所具有的一些特性，因而可用于多種設(shè)備。但有機(jī)導(dǎo)體的導(dǎo)電性能還沒有得到充分理解，其在低溫下的非線性導(dǎo)電原理一直是個謎。

　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)1月4日報道，大阪大學(xué)研究人員創(chuàng)建了一層規(guī)則排列的己基噻吩（P3HT）二維超薄單分子膜，然后將這層僅約1納米厚的分子膜附著到帶隙小于1微米的金屬電極上，來測定導(dǎo)電性。在分子膜中流動的電流顯示出了典型的庫侖阻塞特征。通過計算在分子膜中的電荷離域，研究人員從理論上證明了有機(jī)薄膜中存在庫侖阻塞，并且驗證了在二維薄膜中導(dǎo)電部分的分布模型。

　　過去認(rèn)為，庫侖阻塞效應(yīng)只在極低溫度下發(fā)生于低維度無機(jī)顆粒聚集體上，而新研究表明，在室溫下有機(jī)導(dǎo)體也會發(fā)生庫侖阻塞效應(yīng)。

　　該研究結(jié)果刊登在最新一期《物理評論快報》上。

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