Anotace: Kurz je zaměřen na specializovanou problematiku organické elektroniky - interdisciplinárního oboru spojujícího organickou chemii, materiálové vědy, fyziku a elektroniku. Studenti získají přehled o syntéze a charakterizaci vybraných molekul, seznámí se s příklady látek používaných v tomto oboru a s možnostmi jejich využití v elektronických senzorech či jiných součástkách: 1. Úvod do organické elektroniky: OLED, tranzistory s efektem pole (FET), memristory, organické solární články; organická barviva (fluorescenční, nefluorescenční, chirální aj.), vodivé polymery, přírodní funkční molekuly, teoretické výpočty. 2. Jak molekulu vytvořit: syntéza (rozpustnost, zápis reakcí, pojmy asymetrická syntéza, chirální látky, organokovové komplexy apod.), izolace z přírodních látek (přečištění, metody, dostupnost), CVD (syntéza polymerů, nerozpustných látek). 3. Charakterizace I: podpora syntézy (NMR, solid-state NMR, FTIR a ATR-FTIR, chromatografie, optická charakterizace, bod tání). 4. Charakterizace II: elektronické vlastnosti a orbitaly (cyklická voltametrie, XPS, inverzní XPS, UPS, příklady z praxe, určování tloušťky vrstev; spolupráce s odborníky). 5. Charakterizace III: optické vlastnosti a uspořádání (UV-VIS, ATR-FTIR, VASE, XRD a GIWAXS, SAXS, AFM - přehled technik). 6. Charakterizace IV: vodivost a magnetismus (geometrie elektrod, Hallův jev, vodivost, magnetovodivost, 1D-3D transport, volné elektrony a vznik barev, VSM, AC magnetometrie, typy magnetismu, experimentální úskalí). 7. Molekuly I: vodivé polymery a SAMy (dopování, optické vlastnosti, teorie polaronů/bipolaronů, techniky charakterizace, chirální vodivé polymery, self-healing). 8. Molekuly II: opticky aktivní materiály (indigoidy, káďová barviva, azobarviva, heliceny, cis-trans izomerizace a izosbestický bod, push-pull substituenty, kvantové tečky). 9. Molekuly III: přírodní látky a edible electronics (substrátové materiály- šelak, celulóza; dielektrika - smůly, kofein; polovodiče - quinacridone, epindolidione; biodegradace, umělá retina). 10. Molekuly IV: organokovové komplexy (biologie a barviva/vitaminy, porfyriny a corroliny, syntetické komplexy, chirální komplexy, role kovů, katalýza). 11. Elektronika I: OLED a solární články (architektury, principy funkce; typy OLEDů, typy solárních článků; příklady z literatury - imperceptible electronics aj.). 12. Elektronika II: tranzistory a memristory (OFET - vlastnosti a materiály, memristory - geometrie, komponenty, principy fungování, příklady z literatury) Výsledky učení: Po absolvování kurzu studenti porozumí základům organické elektroniky a principům fungování klíčových zařízení, jako jsou OLED, tranzistory, memristory či solární články. Získají znalosti o syntéze a charakterizaci organických a organokovových molekul, naučí se využívat základní fyzikálně-chemické metody k analýze jejich vlastností a pochopí souvislost mezi strukturou, vlastnostmi a funkcí těchto materiálů.
|
-
Arkhipov, V. I.; Heremans, P.; Emelianova, E. V.; Bässler, H. Effect of Doping on the Density-of-States Distribution and Carrier Hopping in Disordered Organic Semiconductors. Phys. Rev. B 2005, 71 (4), 045214. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.71.045214.
-
Casalini, S.; Bortolotti, C. A.; Leonardi, F.; Biscarini, F. Self-Assembled Monolayers in Organic Electronics. Chem. Soc. Rev. 2017, 46 (1), 40?71. https://doi.org/10.1039/C6CS00509H..
-
Gueye, M. N.; Carella, A.; Faure-Vincent, J.; Demadrille, R.; Simonato, J.-P. Progress in Understanding Structure and Transport Properties of PEDOT-Based Materials: A Critical Review. Progress in Materials Science 2020, 108, 100616. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2019.100616.
-
Haneef, H. F.; Zeidell, A. M.; Jurchescu, O. D. Charge Carrier Traps in Organic Semiconductors: A Review on the Underlying Physics and Impact on Electronic Devices. J. Mater. Chem. C 2020, 8 (3), 759?787. https://doi.org/10.1039/C9TC05695E..
-
Heeger, A. J. Nobel Lecture: Semiconducting and Metallic Polymers: The Fourth Generation of Polymeric Materials. Rev. Mod. Phys. 2001, 73 (3), 681?700. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.73.681.
-
Li, M.; Liu, M.; Qi, F.; Lin, F. R.; Jen, A. K.-Y. Self-Assembled Monolayers for Interfacial Engineering in Solution-Processed Thin-Film Electronic Devices: Design, Fabrication, and Applications. Chem. Rev. 2024, 124 (5), 2138?2204. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.3c00396..
|