מוליכים למחצה אורגניים

השימוש במוליכים למחצה אורגניים משתרע לתחומים רבים של אלקטרוניקה: הם ישימים כחומרים רגישים לאור להקלטת מידע, הם משמשים לייצור חיישנים. מכשירים המיוצרים על בסיס מוליכים למחצה אורגניים עמידים לקרינה, ולכן ניתן להשתמש בהם גם בשטח פתוח ובטכנולוגיות גרעיניות.

מוליכים למחצה אורגניים כוללים תרכובות אורגניות מוצקות שבתחילה יש או רוכשות בהשפעת גורמים חיצוניים חור או מוליכות אלקטרונית, כמו גם מקדם טמפרטורה חיובי של מוליכות חשמלית.

מוליכים למחצה של מבנה זה מאופיינים בנוכחות של טבעות ארומטיות מצומדות במולקולות. עקב עירור של אלקטרוני p שהושקו לאורך הקשרים המצומדים, נוצרים נושאי זרם במוליכים למחצה אורגניים. יתרה מכך, אנרגיית ההפעלה של אלקטרונים אלו יורדת עם עלייה במספר הצמידות במבנה, ובפולימרים היא יכולה להגיע לרמת האנרגיה התרמית.

תכונת המוליכות במוליכים למחצה אורגניים מבוססת על תנועת נושאי מטען הן בתוך המולקולה והן בין מולקולות. כתוצאה מכך, למוליכים למחצה במשקל מולקולרי גבוה יש התנגדות של 10 ^ 5 עד 10 ^ 9 אוהם * ס"מ בטמפרטורת החדר, ולמוליכים למחצה במשקל מולקולרי נמוך - מ- 10 ^ 10 עד 10 ^ 16 אוהם * ס"מ. ובניגוד למוליכים למחצה רגילים, אין הולכת טומאה בולטת בטמפרטורות נמוכות.

במציאות, מוליכים למחצה אורגניים קיימים בצורה של אבקות אמורפיות או רב גבישיות, סרטים וגבישים בודדים. מוליכים למחצה בהקשר זה יכולים להיות גבישים וקומפלקסים מולקולריים, קומפלקסים אורגנו-מתכתיים, כמו גם פיגמנטים ומוליכים למחצה פולימריים.

גבישים מולקולריים הם תרכובות גבישיות פוליציקליות ארומטיות במשקל מולקולרי נמוך המכילות טבעות ארומטיות עם מערכת של קשרים כפולים מצומדים. גבישים מולקולריים כוללים phenanthrene, anthracene C14H10, nphthalene C10H8, phthalocyanines וכו'.

קומפלקסים אורגנו-מתכתיים כוללים חומרים בעלי משקל מולקולרי נמוך עם אטום מתכת במרכז המולקולה. חומרים אלה ניתנים לפולימר. נציג בולט של הקומפלקס האורגנומי-מתכתי הוא phthalocyanine נחושת.

קומפלקסים מולקולריים הם תרכובות פוליציקליות במשקל מולקולרי נמוך עם אינטראקציות אלקטרוניות בין מולקולריות. לפי המבנה שלהם, קומפלקסים מולקולריים הם הומוגניים ומרובדים (עם שכבות מסוג p ו-n). קומפלקסים הלוגנארומטיים מאופיינים במבנה ושכבות הומוגניות, למשל תרכובות אנתרצין עם מתכות אלקליות.

מוליכים למחצה פולימריים הם תרכובות בעלות שרשראות צימוד מורחבות במקרומולקולות ובעלות מבנה מורכב.ככל ששרשרת הצמידה ארוכה יותר, כך המוליכות החשמלית הספציפית של החומר גבוהה יותר.

לפיגמנטים תכונות מוליכים למחצה: אאוזין, אינדיגו, ראדופלאבין, טריפפלבין, פינציאנול, רדמין וכו'. ומפיגמנטים טבעיים - קרוטן, כלורופיל וכו'.