Imaging Defect Dynamics in Organic Semiconductor Films
有机半导体薄膜中的缺陷动态成像
基本信息
- 批准号:1306079
- 负责人:
- 金额:$ 44.47万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2013
- 资助国家:美国
- 起止时间:2013-07-01 至 2016-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Technical Description: The goal of this research project is to apply novel scanning probe microscopy tools to understand how local structure and disorder influence photochemical stability and charge transfer state formation in organic semiconductor films. To accomplish this goal, the project uses new experimental capabilities such as time-resolved electrostatic force microscopy to make direct nanoscale correlations between local structural disorder and local variations in photochemical trap formation, doping, and interfacial charge transfer state energies. These observations can add a unique perspective to our understanding of how structure and processing affect the photochemistry and photophysics of organic semiconductors with technological implications for photodiodes and photovoltaics. The project tackles three challenges related to the overall goal: (1) using sub-microsecond time-resolved electrostatic force microscopy methods to study the role of heterogeneity and local disorder on the photochemical degradation of state-of-the art high-efficiency organic bulk heterojunctions; (2) understanding the role of local structure and disorder on local carrier transport, photochemical doping, and the evolution of these photochemical processes in time using non-contact energy dissipation (quality factor) measurements; and (3) understanding the role of morphology and structural heterogeneity on the energetic distribution of charge transfer states in a spatially and spectrally resolved fashion.Non-Technical Description: Organic semiconductors are currently used in electronic displays, and are of interest for use as light-weight, low-cost solar cells (for instance to power and recharge consumer electronics, or eventually harvest solar energy for the grid). Long term stability is a major challenge for these applications, and this project seeks to better understand the details of how imperfections and defects form in these materials at very fine length scales of tens of nanometers through the application of newly developed scanning-probe microscopy tools. The possible applications of organic semiconductors in lighting and solar energy not only have significant direct economic and societal impact, but can be valuable hooks for engaging students and the broader public in science education. The outreach component of the project develops new digital and visual media for large scale public engagements reaching K-12 students and the local community. In addition to training graduate students at the interface of chemistry, physics, and materials science, the project directly supports undergraduate research and seeks to address science education pipeline issues by beginning a new partnership with the Rainier Scholars program.
技术描述:该研究项目的目的是应用新颖的扫描探针显微镜工具来了解局部结构和混乱如何影响有机半导体膜中的光化学稳定性和电荷传递状态形成。 为了实现这一目标,该项目使用了新的实验能力,例如时间分辨的静电力显微镜,以在光化学陷阱形成,掺杂和互动电荷的状态转移状态能量中在局部结构障碍与局部变化之间直接纳米级相关。这些观察结果可以为我们对结构和处理如何影响有机半导体的光化学和光体物理学的理解增加独特的观点,并具有对光电二极管和光伏的技术影响。该项目解决了与总体目标相关的三个挑战:(1)使用亚微秒时期分辨的静电力显微镜方法研究异质性和局部障碍对光化学最先进的高效有机体有机体散布异性杂志的光化学降解的作用; (2)使用非接触式能量耗散(质量因子)测量值了解局部结构和混乱对局部载体传输,光化学掺杂以及这些光化学过程的演变的作用; (3)理解形态和结构异质性在空间和频谱上解决的时尚方面的作用在电荷传输状态的能量分布中。没有技术描述:当前在电子显示中使用了有机半导体,并且在电子显示器中使用了一种感兴趣的,并且可以用作轻量级的低成本,例如低成本的能源(例如,用于供电和收获式),或者最终供电,或者最终供电。长期稳定性是这些应用的主要挑战,该项目旨在通过应用新开发的扫描型 - 探针显微镜工具,以非常细小的纳米量表非常精细地了解这些材料中缺陷和缺陷的细节。有机半导体在照明和太阳能中的可能应用不仅具有重大的直接经济和社会影响,而且对于吸引学生和更广泛的公众在科学教育中可能是有价值的钩子。该项目的外展部分为大规模公共活动开发了新的数字媒体和视觉媒体,以吸引K-12学生和当地社区。除了培训化学,物理和材料科学界面的培训研究生外,该项目还直接支持本科研究,并试图通过与Rainier Scholars计划建立新的合作伙伴关系来解决科学教育管道问题。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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