Органические полупроводники ОРГАНИ ЧЕСКИЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ твердые органические

Органические полупроводники ОРГАНИ ЧЕСКИЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ , твердые органические вещества, которые имеют (или приобретают под влиянием внешних воздействий) электронную или дырочную проводимость и положительный температурный коэффициент электропроводности. Для твердых органических полупроводников характерно наличие в структуре ароматических колец с сопряженными связями. Носители тока в органических полупроводниках образуются в результате возбуждения p-электронов, делокализованных по системе сопряженных связей. Энергия активации, необходимая для образования носителей тока, снижается по мере увеличения числа сопряжений в молекуле и в полимерах может быть порядка тепловой энергии. Процесс проводимости органических полупроводников определяется движением носителей заряда внутри молекулы вещества и их переходами от молекулы к молекуле. Низкомолекулярные органические полупроводники имеют удельное сопротивление при комнатной температуре 1010 -1016 Ом. см, а высокомолекулярные — 105 -109 Ом. см. Хорошо выраженной примесной проводимости при низких температурах у них не наблюдается.

Классификация • Различают четыре вида органических полупроводников: • 1) низкомолекулярные соединения с конденсированными ароматическими ядрами: нафталин, антрацен, пирен, перилен и т. п. и их производные; • 2) соединения, содержащие помимо конденсированных ароматических ядер открытоцепные участки (красители и пигменты типа хлорофилла, β-каротина); • 3) полимерные материалы (полиэтилен, биополимеры); • 4) молекулярные комплексы с переносом заряда, в которых проводимость осуществляется путем перехода электрона от молекулы-донора к молекуле-акцептору (комплексы ароматических соединений с галогенами). • Многие органические полупроводники являются биологически активными веществами, что, по-видимому, неразрывно связано с особенностями их электрической проводимости.

Применение • Органические полупроводники находят применение в качестве светочувствительных материалов (например, для процессов записи информации), в микроэлектронике, для изготовления различного рода датчиков. Органические полупроводники отличаются высокой радиационной стойкостью, что обеспечивает изготовленным из них приборам широкое применение в атомной технике и космосе.

Синтез Хлорофилла Общая схема синтеза показана далее в сокращенном виде. Знакомство с этой схемой позволяет отметить одну интересную деталь. В большинстве случаев Вудворд использовал совсем простые, доступные реагенты: щелочи, соляную и уксусную кислоты, ангидрид уксусной кислоты, амины, йод, кислород воздуха и некоторые другие обычные вещества. Начальный этап сборки молекулы хлорофилла Вудворд осуществил соединением двух заготовок. Первую заготовку он получил из двух производных пиррола, одно содержало NH 2 - и Ме-группы в боковых ответвлениях (соединение 1), второе – альдегидную, метильную и сложноэфирную группы (соединение 2). Альдегидная группа соединения 2 присоединилась к пиррольному кольцу соединения 1 (показано изогнутой стрелкой). Образовалась новая молекула, в которой фрагменты исходных веществ 1 и 2 соединены с помощью двойной связи (показана утолщенной), побочный продукт – вода. Затем эта двойная связь была восстановлена с помощью Na. BH 4 до одинарной связи (схема 3). Вторая заготовка была получена также из производных пиррола (схема 4). Одно из исходных соединений (4), содержащее в боковых ответвлениях две нитрильные группы CN и атом Cl, присоединялось к пиррольному кольцу второго реагента (показано изогнутой стрелкой) по реакции Фриделя–Крафтса с выделением HCl. К полученному соединению 5 присоединяли (также по реакции Фриделя–Крафтса) хлорангидрид 5 а, содержащий сложноэфирную группу (показано изогнутой стрелкой), в итоге получили соединение 6.