플라스틱 전자 제품 및 유기 태양 광 발전에서 발견되는 유기 물질은 실리콘 및 기타 무기 재료와 같은 반도체로 사용될 수 있습니다. 그들의 반도체 특성은 분자가 어떻게 배열되는지와 재료 내에서 어떻게 움직이는 지에 따라 결정됩니다.
유기 물질에서 분자 진동의 에너지는 열 및 전자 특성을 결정하는 데 중요한 요소라는 것이 잘 알려져 있습니다. 그러나, 이들 분자 진동의 양자 특성이 이러한 특성에 어느 정도 영향을 미치는지는 알려져 있지 않다.
Mainz의 연구원들은 양자 효과가 충분히 낮은 온도에서 분자 진동이 "냉동"될 수 있음을 보여 주었다. 양자 동결로 알려진이 현상은 이전에 관찰되었지만 몇 가지 특정 분자 시스템에서만 관찰되었습니다.
그들의 목표는 더 넓은 범위의 유기 물질에서 양자 동결 거동을 조사하는 것이 었습니다. Biermann은“양자 현상이 이들 유기 물질의 특성에 영향을 미치는 정도에 대한 의미있는 예측이 이루어질 수있다”고 설명했다.
이 목표를 달성하기 위해 연구원들은 고해상도 X- 선 산란 방법을 사용하여 유기 물질의 구조를 정확하게 결정했습니다. 측정은 함부르크의 독일 전자 싱크로트론 (Desy)의 Petra III 저장 고리에서 수행되었다.
Daniel Tsivion 박사는“X- 선의 높은 광채와 초점 덕분에 우리는 매우 저온에서도 분자 구조를 매우 상세하게 결정할 수있었습니다. Biermann 그룹의 학생.
데이터를 분석하기 위해 연구원들은 Mainz의 MPI-P에서 Matthias Schmidt와 협력했습니다. 그들은 정교한 컴퓨터 시뮬레이션을 개발하여 재료의 구조를 재현하고 내부의 분자의 역학을 시뮬레이션 할 수 있습니다.
고해상도 X- 선 실험과 컴퓨터 시뮬레이션의 결합 된 사용은 양자 동결이 다양한 종류의 화합물에서 발생하는 유기 물질에서 광범위한 현상임을 보여 주었다. 이 발견은 유기 반도체 재료의 특성을 설계하고 예측할 때 양자 효과를 고려해야한다는 것을 의미하기 때문에 유기 전자 및 유기 태양 광 발전에 없어야 할 수 있습니다.
연구팀은 현재 유기 물질의 양자 효과를 더 탐구 할 계획이며, 이러한 현상을 어떻게 활용하여 유기 전자 및 광전자 장치의 성능과 효율성을 향상시킬 수 있는지 이해하기 위해 계획하고 있습니다.
