I en studie av ett internationellt forskarteam lett av David Barbero, forskare i fysik vid Umeå universitet, visas att halvledande polymerer placerade på ett lager grafen transporterar elektrisk laddning mycket effektivare än om de läggs på ett substrat av kisel.
David Barbero
Foto: Mattias Pettersson
Resultaten, som publicerats i tidskriften Advanced Functional Materials, visar att polymer på grafen ger en starkare vertikal laddningstransport än på kisel. Ett mer överraskande resultat av studien var att laddningsbärarförmågan hos en tjockare polymerfilm (50 nanometer) på ett grafenskikt var cirka 50 gånger högre än med en ultratunn polymerfilm (10 nanometer).
Noggranna studier av kristalliniteten hos de olika lagren avslöjade att den ultratunna polymerfilmen formade sig i raka, platta skikt, medan den tjockare filmen bestod av en mosaik av skikt riktade i olika vinklar mot grafenskiktet. Mosaikformade kristaller tycks leda till en mer effektiv vertikal laddningstransport och laddningsbärarförmåga.
– Resultaten ger bättre förståelse för kristalliseringen hos halvledande polymerer placerade på grafen och bör vara till hjälp i designen av mer effektiva grafenbaserade organiska apparater genom att kontrollera kristalliniteten hos den halvledande filmen, säger David Barbero.
Originalartikel:
Vasyl Skrypnychuk, Nicolas Boulanger, Victor Yu, Michael Hilke, Stefan C. B. Mannsfeld, Michael F. Toney och David R. Barbero: Enhanced Vertical Charge Transport in a Semiconducting P3HT Thin Film on Single Layer Graphene, Advanced Functional Materials, DOI: 10.1002/adfm.201403418, http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201403418/full