研究人员开发制造定制半导体薄膜的新方法_专栏

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a）滚动转移朗缪尔层（rtLL）沉积装置。b）安装基板的作用放大视图。c，d） rtLL沉积过程的示意图。

有机半导体材料是发展最先进光电元件的关键技术，在光伏、传感器技术和微电子技术中都有应用。为了自动生产具有良好性能的有机半导体薄膜，由德国耶拿莱布尼茨工业技术学院领导的研究人员开发了一种新的技术方法，用于沉积具有高分子精度的薄膜。

制造具有定制电子特性的薄膜的方法发表在《先进材料》杂志上。

有机半导体通常由碳基分子材料或聚合物组成，是当今各种应用的一部分：例如，超薄、机械柔性和轻质半导体薄膜用于现代晶体管、灵敏传感器或有机太阳能电池。它们的能量转换潜力及其功能由有机薄膜的电子能级决定，这取决于分子以及它们的排列和薄膜内相邻分子之间的相互作用。

由莱布尼茨光子技术研究所（Leibniz IPHT）领导的德裔美国科学家团队成功地开发了一种新颖的制造工艺，可以以自动化方式精确制造具有定制结构和电子特性的半导体薄膜。先进材料中提出的方法应该能够专门生产相邻分子和特定能级之间具有可控相互作用的薄膜。

半导体薄膜的沉积

本文提出的轧制转移Langmuir层技术是对已有的Langmuir Blodgett沉积薄膜技术的进一步发展，适用于在空气-水界面处制备有机半导体分子单层。为此，在水面上形成的一层分子被转移到固体基质上。

分子单层使用研究人员开发的特定滚动转移系统沉积在基板上，该系统包含要涂覆的基板，并在水面上的分子膜上移动。在轧制运动过程中，在空气-水界面形成的分子层粘附在基板上。

“开发的工艺还允许结晶膜的沉积，以前使用既定方法生产结晶膜需要相当大的努力，并且经常导致表面缺陷，例如有机薄膜的断裂。通过提出的工艺，我们可以将这些表面缺陷减少到最低限度，并以可扩展的方式直接，均匀和高质量地生产具有单个特性的单层和多层薄膜层，”PD博士解释说。莱布尼茨工业技术学院有机薄膜和界面小组的负责人马丁·普雷斯特(Martin Presselt)和他的团队一起开发了这种新方法。