新方法是將導電塑料浸入特殊的鹽溶液（一種光催化劑）中，然后用光照射它一小段時間，形成p摻雜導電塑料，其中唯一消耗的物質是空氣中的氧氣。圖片來源：瑞典林雪平大學
科技日報記者?張佳欣
瑞典林雪平大學的研究人員開發(fā)了一種新方法，在空氣作為摻雜劑的幫助下，可讓有機半導體變得更具導電性。發(fā)表在最新一期《自然》雜志上的這項研究，是邁向未來生產廉價和可持續(xù)有機半導體的重要一步。
林雪平大學副教授西蒙娜·法比亞諾表示，這種方法可以顯著影響有機半導體的摻雜方式。新方法中所有組件都是實惠的、容易獲得的，而且對環(huán)境友好，這是未來可持續(xù)電子產品的先決條件。
有機半導體可用于數(shù)字顯示器、太陽能電池、LED、傳感器、植入物和能量存儲等領域。為了提高導電性和改善半導體性能，人們通常會引入摻雜劑。這些摻雜劑可促進半導體材料內電荷移動，并且可以定制以誘導正電荷（p摻雜）或負電荷（n摻雜）。目前使用的最常見的摻雜劑普遍存在反應性很強（不穩(wěn)定）、造價昂貴、制造困難等缺點。
現(xiàn)在，研究人員開發(fā)出這種可以在室溫下進行摻雜的方法，其中低效摻雜劑（例如氧）是主要摻雜劑，光可以激活摻雜過程，然后促進電子從低效的摻雜劑向有機半導體材料的轉移。
新方法的靈感來源于大自然，因為它與光合作用有許多相似之處。具體而言，首先是將導電塑料浸入特殊的鹽溶液（一種光催化劑）中，然后用光短時間照射它。照明的持續(xù)時間決定了材料的摻雜程度。之后，溶液被回收以供將來使用，留下一種p摻雜的導電塑料，其中唯一消耗的物質就是空氣中的氧氣。
研究人員表示，光催化劑起到了“電子穿梭機”的作用，可以在犧牲劑存在的情況下，獲取電子或將電子提供給材料。這在化學中很常見，但此前從未在有機電子中使用過。
總編輯圈點
基于導電塑料而不是硅的半導體有許多潛在應用，而摻雜劑是提升其性能的關鍵。本研究的亮點就在于摻雜劑。能在同一反應中同時使用p摻雜和n摻雜這點非常獨特，簡化了電子器件的生產設備，特別是那些同時需要p摻雜和n摻雜半導體的設備，如熱電發(fā)電機。所有部件可以一次制造并同時摻雜，而不是一個一個地摻雜，這使工藝更具可擴展性。
