Revisiting The Role of Entropy for Charge Separation in 1D Pi‐Conjugated Semiconductors

材料科学 载流子 半导体 有机半导体 掺杂剂 化学物理 兴奋剂 电介质 带隙 异质结 凝聚态物理 纳米技术 光电子学 化学 物理
作者
Justin Earley,Obadiah G. Reid,Tucker L. Murrey,Evan A. Doud,Alexander M. Spokoyny,M. Alejandra Hermosilla‐Palacios,Garry Rumbles,Andrew J. Ferguson,Jeffrey L. Blackburn
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (41): e05044-e05044
标识
DOI:10.1002/adma.202505044
摘要

Free carrier generation in organic donor/acceptor heterojunctions and redox-doped organic semiconductors is poorly understood, since assumed tight electron-hole binding conflicts with observed high free carrier yields. Cornerstone analyses that have guided the field for over 15 years predict that entropy can stabilize free charges in 2D and 3D pi-conjugated semiconductors but not in 1D systems. Here, the impact of entropy on charge generation in 1D pi-conjugated semiconductors is revisited by exploiting a greatly simplified system where enthalpy considerations alone should not allow for free charge generation. Noncontact solution-phase microwave conductivity is used to investigate the carrier density-dependent conductivity and dielectric constant in isolated chemically doped semiconducting single-walled carbon nanotubes in a low-dielectric solvent. Dopant chemical structure dramatically influences the carrier density-dependent complex conductivity, with bulky dopants facilitating carrier escape even at carrier densities below one carrier per nanotube. Three distinct numerical calculations show that entropic stabilization dramatically lowers the Gibbs energy barrier for free charge generation, explaining the high yield of free carriers, even in 1D. This renewed understanding of entropy's role in carrier generation has important implications for designing organic electronic devices-such as solar cells and thermoelectric energy harvesters-for enhanced carrier yield, conductivity, and performance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
向上完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
复杂的蜡烛完成签到,获得积分10
2秒前
光风霁月完成签到,获得积分10
2秒前
苏幕遮发布了新的文献求助10
3秒前
Eliauk发布了新的文献求助10
4秒前
缥缈向松发布了新的文献求助10
4秒前
PhDL1发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
终归发布了新的文献求助10
6秒前
桐桐应助ee采纳,获得10
7秒前
泥猴桃完成签到,获得积分10
8秒前
mimi完成签到 ,获得积分10
9秒前
Roxrena完成签到 ,获得积分10
9秒前
缥缈向松完成签到,获得积分10
10秒前
在水一方应助薛洋采纳,获得10
11秒前
Michael发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
14秒前
17秒前
Akim应助Michael采纳,获得10
19秒前
ee发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
完美世界应助Danmer采纳,获得10
19秒前
ninao发布了新的文献求助10
19秒前
科研通AI6.4应助酷酷学采纳,获得10
21秒前
hutian完成签到,获得积分10
21秒前
地球发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
meixinhu完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
23秒前
泡泡完成签到,获得积分10
26秒前
XING发布了新的文献求助10
26秒前
苏幕遮发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
28秒前
54不得了发布了新的文献求助10
31秒前
包容行恶完成签到,获得积分10
31秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 1000
Health Psychology 1000
全员动态考核,锚定高质量发展:读懂同济大学教师人事改革新政的深层价值 900
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
Römisch-Germanische Forschungen 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7595867
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9172504
关于积分的说明 19635549
捐赠科研通 7173013
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3267916
关于科研通互助平台的介绍 2432676
邀请新用户注册赠送积分活动 2261039