பல்படி அமைப்பின் பொருட்களை வடிவமைப்பதற்கான ஒரு நுட்பம்

படிகவியல் இன்ஜினியரிங் என்பது சக பிணைப்பு அல்லாத தொடர்புகளைப் பயன்படுத்தி கரிம மூலக்கூறுகளை உருவாக்குவதற்கான ஒரு உத்தி ஆகும். இது கடுமையான சோதனை நிலைமைகளைத் தவிர்க்கிறது(அதிக வெப்பநிலை மற்றும் உயர் அழுத்தம்). பொருத்தமான கூறுகளைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம், நன்கொடையாளர்-ஏற்றுக்கொள்பவர் (D-A) மூலக்கூறுகளை ஜிக்சா புதிர் போல ஒன்றுசேர்க்க முடியும். π-π இடைவினைகள், ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் மற்றும் ஆலசன் பிணைப்புகள் போன்ற இடைக்கணிப்பு தொடர்புகளின் கீழ், சகபடிகம் அதன் கூறுகளின் உள்ளார்ந்த பண்புகளைக் காட்டுவது மட்டுமல்லாமல், “1+1>2” விளைவை உணரக்கூடிய சில புதிய பண்புகளையும் காட்ட முடியும். எனவே பல்படி அமைப்பு பொருட்களை வடிவமைப்பதில் சகபடிகம் உத்தி நன்மையைக் கொண்டுள்ளது.

சீனாவின் தியான்ஜின் பல்கலைக்கழகத்தில் பேராசிரியர் சியாவோடாவோ ஜாங் தலைமையிலான ஆராய்ச்சியாளர்கள், பலவகையான கரிமப் படிகப் பொருளை வடிவமைத்து வருகின்றனர். அவர்கள் ஒருங்கிணைந்த ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் பண்புகளுடன் கூடிய Flu-TCNQ சகப்படிகத்தை பெற்றனர், இது கரிமப் பொருட்களின் ஒளிரும் மற்றும் மின்சார பண்புகளுக்கு இடையே உள்ள முரண்பாட்டின் காரணமாக பற்றாக்குறையாக உள்ளது. பல ஆராய்ச்சியாளர்கள் குறிப்பிட்ட செயல்பாட்டு கட்டமைப்புகளை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் ஒளிமின்னழுத்த பண்புகளின் ஒருங்கிணைப்பை அடைந்துள்ளனர். ஆனால் அவற்றில் நேரத்தை எடுத்துக்கொள்ளுவது மற்றும் இரண்டு பண்புகளை சமநிலைப்படுத்துவது கடினம். இந்த நுட்பத்தால் பெறப்பட்ட பெரும்பாலான ஆர்கானிக் ஒளி மின்னணு பொருட்கள் நீலம் அல்லது பச்சை ஒளி உமிழ்வை வெளிப்படுத்துகின்றன, மேலும் சில பொருட்கள் சிவப்பு ஒளியை வெளியிடுகின்றன. அவர்கள் ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் மற்றும் மின்னணு பண்புகளுடன் கூடிய ஃப்ளூரோக்வினொலோன் (Flu-TCNQ) சகப்படிகத்தைப் பெற்றனர், இது ஒளிரும் மற்றும் மின் பண்புகளுக்கு இடையே உள்ள முரண்பாட்டின் காரணமாக அரிதாக உள்ளது.

ஜாங் மற்றும் பலர், அதன் நல்ல ஒளிர்வு, நீட்டிக்கப்பட்ட π-இணைந்த திட்டங்கள் மற்றும் பணக்கார எலக்ட்ரான்கள் பண்புகள் ஆகியவற்றின் காரணமாக ஃப்ளூ ஒளிர்வு அலகு எனத் தேர்ந்தெடுத்தது. மேலும் அவர்கள் TCNQ-ஐ மின் கட்டுமானத் தொகுதியாகத் தேர்ந்தெடுத்தனர், இது ஒரு பொதுவான n-வகை குறைக்கடத்தி, இது வலுவான எலக்ட்ரான் திரும்பப் பெறும் திறனை வழங்குகிறது. கடினமான செயற்கை வழிகளைத் தவிர்த்து, இரண்டு கலவைகளும் எளிதாகப் பெறப்பட்டன. மின்னூட்ட பரிமாற்றம் (CT-Charge Transfer) தொடர்பு மற்றும் D-A மூலக்கூறுகள் ஸ்டாக்கிங் பயன்முறையால் பாதிக்கப்பட்டது, Flu-TCNQ சகப்படிகத்தின் உமிழ்வு சிவப்பு நிறமாக இருக்க வேண்டும், மேலும் ஏற்பி மூலக்கூறின் n-வகை மின்னூட்ட பரிமாற்ற பண்பு சகப்படிகத்தில் பராமரிக்கப்படுகிறது. ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் மின்னணு பண்புகள் கொண்ட கரிமப் பொருட்களின் பற்றாக்குறைக்கு அவர்களின் பணி ஒரு பயனுள்ள தீர்வை வழங்குகிறது.

“TCNQ-based organic cocrystal integrated red emission and n-type charge transport” என்ற தலைப்பில் இந்த படைப்பு, ஃபிரான்டியர்ஸ் ஆஃப் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸில் (மே 9, 2022) வெளியிடப்பட்டது.

References:

• Jiang, M., Li, S., Zhen, C., Wang, L., Li, F., Zhang, Y., & Hu, W. (2022). TCNQ-based organic cocrystal integrated red emission and n-type charge transport. Frontiers of Optoelectronics, 15(1), 1-10.
• Gao, J., Zhai, H., Hu, P., & Jiang, H. (2020). The stoichiometry of TCNQ-based organic charge-transfer cocrystals. Crystals, 10(11), 993.
• Hitchen, J., Andrusenko, I., Hall, C. L., Mugnaioli, E., Potticary, J., Gemmi, M., & Hall, S. R. (2022). Organic cocrystals of TCNQ and TCNB based on an orthocetamol backbone solved by three-dimensional electron diffraction. Crystal Growth & Design, 22(2), 1155-1163.
• Dar, A. A., & Rashid, S. (2021). Organic co-crystal semiconductors: a crystal engineering perspective. CrystEngComm, 23(46), 8007-8026.
• Mandal, A., Choudhury, A., Kumar, R., Iyer, P. K., & Mal, P. (2020). Exploring the semiconductor properties of a charge transfer cocrystal of 1-aminopyrene and TCNQ. CrystEngComm, 22(4), 720-727.