ИСТИНА

Органические полевые транзисторы (OFET) являются ключевыми элементами для различных появляющихся органических электронных устройств, таких как интегральные схемы, дисплеи, датчики, устройства памяти, фотодетекторы и светоизлучающие устройства, которые являются неотъемлемой частью легких, гибких и прозрачных высокотехнологичных устройств. Прогресс в n-канальных OFET не такой впечатляющий, как в случае p-канальных. Частично это связано с трудностями при создании органических полупроводниковых материалов с низкими значениями энергии энергии LUMO (низшая незанятая молекулярная орбиталь), которая обычно должна быть ниже –4,0 эВ. Такие значения энергии LUMO обеспечивают устойчивость органического полупроводника к окислению на воздухе и облегчают инжекцию электронов. Благодаря сочетанию химической и термической стабильности, плиточной молекулярной упаковки и эффективного транспорта электронов, производные нафталиндиимидов (NDI) являются перспективными материалами для OFET с n-каналами. В этой работе мы исследуем влияние атома фтора в p-положении фенильных колец N,N'-дифенил-1,4,5,8-нафталин-тетракарбонового диимида (Ph-NDI) на физико-химические свойства, кристаллическую упаковку и подвижность зарядов в кристаллических производных NDI. Наши исследования показывают, что незначительное изменение в распределении электростатического потенциала (ESP) после фторирования приводит к изменению молекулярной упаковки с плиточной на ёлочную. В результате изменения кристаллической упаковки приводят к небольшому увеличению расчетной подвижности носителей заряда (на ~20%). Это увеличение обусловлено увеличением расстояния между молекулярными центрами вдоль основного направления переноса заряда, в то время как соответствующий интеграл переноса заряда существенно не изменяется. Мы ожидаем, что полученные результаты важны для рационального проектирования органических полупроводников с улучшенным электронным транспортом. Работа частично поддержана фондом РФФИ (проекты № 19-32-50003 и № 18-52-45024).