フラーレン誘導体のn型ドーピング効率に対する静電気的相互作用の影響

要約 有機半導体の分子ドーピングは、有機エレクトロニクス応用を進展させるための重要な戦略を表しています。しかし、有機材料のn型ドーピングは通常p型ドーピングよりも効率が低く、より効率的なn型ドーピングを設計するための戦略は未だあまり探求されていません。本研究では、フラーレン誘導体のドーピング効率に対する静電気的相互作用の影響を調査します。比較研究のために、6,6-フェニル-C61-ブチル酸メチルエステル（PCBM）とより極性化可能なトリエチレングリコール型側鎖を持つ60フラーレノピロリジン（PTEG-1）が使用されます。軽くドープされたPCBM層のドーピング効率は数パーセントに制限されているのに対し、ドープされたPTEG-1膜は100％に近い非常に高いドーピング効率を示します。PCBMと比較してPTEG-1のn型ドーピングの向上は、ラマンおよびフーリエ変換赤外分光学的研究によってさらに裏付けられています。ドープされたPTEG-1における電荷生成の活性化エネルギーは、ドープされたPCBMのそれよりもはるかに小さく、前者での電荷移動複合体の解離確率が後者よりも高いことを確認しています。PTEG-1の分子n型ドーピングの向上は、電荷移動複合体とトリエチレングリコールジエーテル側鎖が提供する極性環境との間の静電気的相互作用に起因しています。