Hohe Trägermobilität und starke Fluoreszenzstrahlung: Auf dem Weg zu hochsensitiven Einzelkristall-Organischen Phototransistoren

Zusammenfassung Organische Einzelkristalle (OSCs) bieten eine einzigartige Kombination sowohl individueller als auch kollektiver Eigenschaften der verwendeten Moleküle, aber es bleibt äußerst herausfordernd, OSCs mit sowohl hoher Mobilität als auch starker Fluoreszenzstrahlung für ihre potenziellen Anwendungen in multifunktionalen Optoelektronik zu erreichen. Hier demonstrieren wir das Design und die Synthese von zwei neuartigen triphenylamin-funktionalisierten Thienoacenen-basierten organischen Halbleitern, 4,8-Distriphenylamineethynylbenzo1,2-b:4,5-b′-Dithiophen (4,8-DTEBDT) und 2,6-Distriphenylamineethynylbenzo1,2-b:4,5-b′-Dithiophen (2,6-DTEBDT), mit hoher Mobilität und starker Fluoreszenzstrahlung. Die beiden Verbindungen zeigen maximale Mobilitäten von bis zu 0,25 und 0,06 cm² V⁻¹ s⁻¹, die Photolumineszenz-Quantenausbeuten (PLQYs) von 51 % und 45 % sowie die kleinen Bindungsenergien von bis zu 55,13 und 58,79 meV. Die ausgezeichneten elektrischen und optischen Eigenschaften sicherten die Anwendung von 4,8-DTEBDT und 2,6-DTEBDT Ein-kristallen in ultrasensitiven UV-Phototransistoren, wobei eine hohe Fotoempfindlichkeit von 9,60 × 10⁵ und 6,43 × 10⁴ A W⁻¹ erreicht wurde und die Detektierbarkeit über 5,68 × 10¹⁷ und 2,99 × 10¹⁶ Jones überschritt.