Les transistors électroluminescents organiques (OLET) combinant la fonction d'émission de lumière des diodes électroluminescentes organiques (OLED) et la fonction de modulation de courant (et d'amplification du signal) des transistors à effet de champ organiques (OFET) dans un seul dispositif sont des composants prometteurs pour l'optoélectronique, les technologies d'affichage intelligentes et les lasers à pompage électrique. Pour améliorer ces technologies, il est crucial de développer des semi-conducteurs organiques émissifs à haute mobilité avec des couleurs accordables, la couche active centrale des OLET. Cependant, cela reste un défi.

Dans une étude publiée dans Science Advances , le groupe de recherche dirigé par le professeur Dong Huanli de l'Institut de chimie de l'Académie chinoise des sciences a développé une série de semi-conducteurs organiques émissifs, à haute mobilité et à couleur accordable via une stratégie de dopage moléculaire avec un semi-conducteur organique à haute mobilité, 2,6-diphénylanthracène (DPA) comme hôte et tétracène (Tc) ou pentacène (Pen) comme molécules invitées.

Des structures et des tailles moléculaires bien adaptées, ainsi qu'un transfert d'énergie efficace entre l'hôte et l'invité, permettent des propriétés de transport de charge intrinsèquement élevées avec des couleurs accordables. Semi-conducteurs organiques à haute mobilité à cinq couleurs allant du bleu au rouge, dont la molécule hôte elle-même est préparée avec la mobilité la plus élevée sur 2 cm ² V ^-1 s ^-1 et rendement quantique de photoluminescence (PLQY) > 15,8 %.

Les spectres de fluorescence de monocristaux dopés moléculaires montrent que le degré de transfert d'énergie augmente avec l'augmentation de la concentration de dopage. Le degré de transfert d'énergie des échantillons dopés au stylo a été analysé, et le degré de transfert d'énergie est de 53 % à une concentration de dopage de 0,5 % et de 96 % à une concentration de dopage de 3 %, ce qui est proche d'un transfert d'énergie complet.

En raison de la grande mobilité et des propriétés émissives des cristaux dopés et de la structure de dispositif d'électrode asymétrique, les dispositifs OLET dopés moléculaires présentent une électroluminescence forte et spatialement contrôlée dans le canal P et le canal N. Les excellentes performances optoélectroniques des dispositifs OLET monocristallins à dopage moléculaire sont également démontrées par leur faible hystérésis et leur rapport de commutation photocourant maximal de 5,8 × 10 ² .

Le triangle chromatique obtenu par les transistors électroluminescents DPA, Tc 8 % et Pen 3 % couvre 59 % de la norme NTSC (National Television System Committee) dans l'espace colorimétrique 1931 de la Commission internationale de l'éclairage (CIE), qui dépasse la 45 % de la norme NTSC couverte par certains panneaux d'affichage commerciaux, rendant ainsi leur grande promesse pour les dispositifs et circuits optoélectroniques couleur intégrés.

Cette stratégie peut être étendue à des systèmes de molécules organiques plus conjuguées avec la sélection rationnelle de molécules hôtes et invitées à haute mobilité pour des performances supérieures. + Explorer plus loin

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