Cocrystal engineering is een strategie voor het assembleren van organische moleculen via de niet-covalente interactiekracht, waarbij zware experimentele omstandigheden worden vermeden (d.w.z. hoge temperatuur en hoge druk). Door de juiste componenten te selecteren, kunnen de donor-acceptor (D-A) moleculen worden geassembleerd als de legpuzzel. Onder de intermoleculaire interactie, zoals π–π-interacties, waterstofbruggen en halogeenbindingen, kan cokristal niet alleen de intrinsieke eigenschappen van zijn componenten vertonen, maar ook enkele nieuwe eigenschappen vertonen, die het "1+1>2" -effect kunnen realiseren. Dus cocrystal-strategie heeft het voordeel bij het ontwerpen van multifunctionele materialen.

Onderzoekers onder leiding van prof. Xiaotao Zhang van de Tianjin University, China, ontwerpen een multifunctioneel organisch cokristalmateriaal. Ze verkregen een Flu-TCNQ-cokristal met geïntegreerde opto-elektronische eigenschappen, wat schaars is vanwege de tegenstelling tussen de luminescente en elektrische eigenschappen van organisch materiaal. Veel onderzoekers hebben de integratie van foto-elektrische eigenschappen bereikt door specifieke functionele structuren te introduceren, maar het is tijdrovend en moeilijk om de twee eigenschappen in evenwicht te brengen. Bovendien vertonen de meeste organische opto-elektronische materialen die met deze methode worden verkregen een blauwe of groene emissie, en weinig materialen vertonen rode emissie. En deze opto-elektronische materialen vertonen voornamelijk p-type ladingstransportgedrag.

Zhang et al. selecteerde de Flu (donor) als de luminescentie-eenheid vanwege de goede luminescentie, uitgebreide π-geconjugeerde plannen en rijke elektroneneigenschappen. En ze selecteerden de TCNQ (acceptor) als elektrische bouwsteen, een typische n-type halfgeleider die een sterk elektronenzuigend vermogen kan bieden. Beide samenstellingen werden gemakkelijk verkregen, waarbij de vervelende synthetische routes werden vermeden. Gedreven door de interactie van ladingsoverdracht (CT) en beïnvloed door de stapelmodus van D-A-moleculen, werd de emissie van Flu-TCNQ-cokristal gereguleerd om rood te zijn en werd de n-type ladingstransporteigenschap van het acceptormolecuul gehandhaafd in het cokristal. Hun werk biedt een effectieve oplossing voor het tekort aan organische materialen met geïntegreerde opto-elektronische eigenschappen.

Het werk, getiteld "TCNQ-based organic cocrystal integrated red emission and n-type ladingstransport", werd gepubliceerd in Frontiers of Optoelectronics (9 mei 2022). + Verder verkennen

Opto-elektronische apparaten met één molecuul