Organische Elektronik, Plastikelektronik oder Polymer-Elektronik, ist ein Zweig der Elektronik, die sich mit leitenden Polymern, Plastik oder kleinen Molekülen befasst. Es wird 'organische' Elektronik genannt, weil die Polymer und kleinen Moleküle Kohlenstoff-basiert sind. Das hebt sich von der traditionellen Elektronik ab, die sich auf anorganische Leiter und Halbleiter, wie Kupfer und Silikon beziehungsweise verlässt.

Der grösste Teil der Polymer-Elektronik ist laminar Elektronik, eine Kategorie, die auch durchsichtiges elektronisches Paket einschließt, und Papier hat Elektronik gestützt.

Zusätzlich zu organischen Anklage-Übertragungskomplexen, technisch, sind elektrisch leitende Polymer größtenteils Ableitungen von Polyacetylen schwarz (der "einfachste melanin"). Beispiele schließen Polyacetylen ein (PAPA; mehr specificially Jod-lackiertes Trans-Polyacetylen); Polyanilin (PANI), wenn lackiert, mit einer pro-tonischen Säure; und poly (dioctyl-bithiophene) (PDOT).

Geschichte

1862 hat Henry Letheby ein teilweise leitendes Material durch die anodic Oxydation des Anilins in Schwefelsäure erhalten. Das Material war wahrscheinlich Polyanilin. In den 1950er Jahren wurde es entdeckt, dass polyzyklische aromatische Zusammensetzungen das Halbleiten von Komplex-Salzen der Anklage-Übertragung mit Halogenen gebildet haben. Diese Entdeckung hat angezeigt, dass organische Zusammensetzungen Strom tragen konnten.

Das hohe Leitvermögen von 1 S/cm in geradlinigen Rückgrat-Polymern (in einem Jod - "lackierter" und oxidierter polypyrrole Schwarzer) wurde 1963 berichtet. Ebenfalls wurde ein wirkliches organisches Polymer elektronisches Gerät in der Zeitschrift Wissenschaft 1974 berichtet. Dieses Gerät ist jetzt in der "Smithsonian Chips" Sammlung des amerikanischen Museums der Geschichte (sieh Zahl).

Jedoch wurden diese frühen Entdeckungen vergessen. So werden Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid und Hideki Shirakawa häufig an der "Entdeckung und Entwicklung" von leitenden Polymern geglaubt und wurden dem Nobelpreis in der Chemie 2000 für ihren 1977-Bericht von ähnlich oxidiertem und Jod-lackiertem Polyacetylen gemeinsam zuerkannt. Wegen der zahlreichen früheren Berichte von ähnlichen Zusammensetzungen haben Rezensenten die Zitat-Entdeckungsanweisung von Nobel infrage gestellt. So bemerkt Inzelt, dass, während Nobelists Kredit verdienen, um das Feld zu veröffentlichen und zu verbreiten, leitende Polymer waren ".. erzeugt, studiert und sogar angewandt" kurz vor ihrer Arbeit.

Leitungsmechanismen in solchen Materialien schließen Klangfülle-Stabilisierung und delocalization von Pi-Elektronen entlang dem kompletten Polymer-Rückgrat, sowie Beweglichkeitslücken, tunneling, und das gephonon-holfene Hüpfen ein.

Die Technologie für die Plastikelektronik auf dünnen und flexiblen Plastiksubstraten wurde an der Universität von Cambridge Laboratorium von Cavendish in den 1990er Jahren entwickelt. 2000 wurde Plastiklogik aus dem Laboratorium von Cavendish gesponnen, um eine breite Auswahl an Produkten mit der Plastikelektronik-Technologie zu entwickeln.

Eigenschaften

Leitende Polymer sind leichter, flexibler, und weniger teuer als anorganische Leiter. Das macht sie eine wünschenswerte Alternative in vielen Anwendungen. Es schafft auch die Möglichkeit von neuen Anwendungen, die unmögliches Verwenden-Kupfer oder Silikon sein würden.

Organische Elektronik schließt nicht nur organische Halbleiter, sondern auch organische Dielektriken, Leiter und leichte Emitter ein.

Neue Anwendungen schließen kluge Fenster und elektronisches Papier ein. Wie man erwartet, spielen leitende Polymer eine wichtige Rolle in der erscheinenden Wissenschaft von molekularen Computern.

In allgemeinen organischen leitenden Polymern haben einen höheren Widerstand und führen deshalb Elektrizität schlecht und ineffizient verglichen mit anorganischen Leitern. Forscher erforschen zurzeit Weisen, organische Halbleiter wie melanin mit relativ kleinen Beträgen von leitenden Metallen "zu lackieren", um Leitvermögen zu erhöhen. Jedoch, für viele Anwendungen, werden anorganische Leiter die einzige lebensfähige Auswahl bleiben.

Organische Elektronik kann gedruckt werden.

Organische elektronische Geräte

Eine 1972-Zeitung in der Zeitschrift Wissenschaft hat ein Modell für die elektronische Leitung im melanins vorgeschlagen. Historisch ist melanin ein anderer Name für das verschiedene oxidierte Polyacetylen, Polyanilin und Polypyrrole "Schwarze" und ihre Mischcopolymerisate, alle, die in gegenwärtigen organischen elektronischen Geräten allgemein verwendet sind. Zum Beispiel sind einige pilzartige melanins reines Polyacetylen. Dieses Modell hat laut der Theorien von Neville Mott und anderen auf der Leitung in unordentlichen Materialien gezogen. Nachher, 1974, dieselben Arbeiter an der Physik-Abteilung Der Universität Texas M. Krebs-Zentrum von D. Anderson hat ein organisches elektronisches Gerät, einen spannungsgesteuerten Schalter gemeldet.

Ihr Material hat auch beiläufig "negativen Differenzialwiderstand", jetzt ein Gütestempel solcher Materialien demonstriert. Ein zeitgenössischer Nachrichtenartikel in der Zeitschrift Natur hat das Materialien "auffallend hohes Leitvermögen" bemerkt. Diese Forscher haben weiter Batterien usw. mit organischen halbleitenden Materialien patentiert. Ihr ursprüngliches "Gerät" ist jetzt in der Sammlung von Smithsonian von frühen elektronischen Geräten.

Diese Arbeit, wie das des mit dem Jahrzehnt früheren Berichts des hohen Leitvermögens in einem polypyrrole, war "zu früh" und ist unerkannt außerhalb der Pigment-Zellforschung bis neulich gegangen. Zurzeit haben sich wenige außer Krebs-Forschern für die elektronischen Eigenschaften von leitenden Polymern in der auf die Behandlung des Melanoms anwendbaren Theorie interessiert.

Plastiksonnenzellen

Organische Sonnenzellen konnten die Kosten der Sonnenmacht kürzen, indem sie von billigen organischen Polymern aber nicht dem teuren kristallenen in den meisten Sonnenzellen verwendeten Silikon Gebrauch gemacht worden ist. Was mehr ist, können die Polymer mit der preisgünstigen Ausrüstung wie Tintenstrahldrucker oder Überzug-Ausrüstung bearbeitet werden, die verwendet ist, um fotografischen Film zu machen, der sowohl Kapital als auch Produktionskosten im Vergleich zur herkömmlichen Sonnenzelle-Herstellung reduziert.

Dünner Silikonfilm Sonnenzellen auf flexiblen Substraten erlaubt die bedeutende Kostendämmung von großflächigem photovoltaics aus mehreren Gründen:

1. Die so genannte 'Rolle-zu-Rolle-'-Absetzung auf flexiblen Platten ist viel leichter, in Bezug auf die technologische Anstrengung zu begreifen, als Absetzung auf zerbrechlichen und schweren Glasplatten.
2. Transport und Installation von flexiblen Leichtgewichtssonnenzellen sparen auch Kosten verglichen mit Zellen auf dem Glas.

Billige polymere Substrate wie Polyäthylen terephtalate (HAUSTIER) oder Polykarbonat (PC) haben das Potenzial für die weitere Kostendämmung in photovoltaics. Protomorphous Sonnenzellen erweisen sich, ein viel versprechendes Konzept für effizienten und preisgünstigen photovoltaics auf preiswerten und flexiblen Substraten für die großflächige Produktion sowie kleinen und beweglichen Anwendungen zu sein.

Ein Vorteil der gedruckten Elektronik besteht darin, dass verschiedene elektrische und elektronische Bestandteile aufeinander gedruckt werden können, Raum sparend und Zuverlässigkeit vergrößernd, und manchmal sie alle durchsichtig sind. Eine Tinte muss einen anderen nicht beschädigen, und das niedrige Temperaturausglühen ist lebenswichtig, wenn preisgünstige flexible Materialien wie Zeitung und Plastikfilm verwendet werden sollen. Es gibt viel hoch entwickelte Technik und Chemie beteiligt hier, mit iTi, Pixdro, Asahi Kasei, Merck, BASF, HC Starck, Hitachi Chemical and Frontier Carbon Corporation unter den Führern.

Siehe auch

• Das Ausglühen
• Bioplastic
• Kohlenstoff nanotube
• Stromkreis-Absetzung
• Leitende Tinte
• Einwegelektronik
• Flexible Anzeige
• Laminar
• Melanin
• Organischer Feldwirkungstransistor (OFET)
• Organischer Halbleiter
• Organische Licht ausstrahlende Diode (OLED)
• Photoentdecker
• Gedruckte Elektronik
• Radiofrequenzidentifizierung
• Radioanhängsel
• Drehungsüberzug

Links

• oeindex - ein Index für Teilfelder von Organic Electronics
• orgworld - Organische Halbleiter-Welteinstiegsseite

Weiterführende Literatur

• Eine Übersicht des Ersten Halben Jahrhunderts von Molecular Electronics durch Noel S. Hush, Ann. New York. Acad. Sci. 1006: 1-20 (2003).
• Elektronische Prozesse in Organischen Kristallen und Polymern, 2 Hrsg. durch Martin Pope und Charles E. Swenberg, Presse der Universität Oxford (1999), internationale Standardbuchnummer 0195129636
• Handbuch von Organic Electronics und Photonics (3-bändiger Satz) durch Hari Singh Nalwa, amerikanische Wissenschaftliche Herausgeber. (2008), internationale Standardbuchnummer 1-58883-095-0