Elektronika molekularna

Podobne dokumenty
Zastosowania elektroniki molekularnej

Elektronika z plastyku

Rozszczepienie poziomów atomowych

Skalowanie układów scalonych

Skalowanie układów scalonych Click to edit Master title style

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ FIZYKI TECHNICZNEJ I MATEMATYKI STOSOWANEJ EKSCYTONY. Seminarium z Molekularnego Ciała a Stałego Jędrzejowski Jaromir

E-papier skąd się wziął? Nick Sheridon (Xerox) pomysł wyświetlacza o cechach kartki papieru już w latach '70

Plan wykładu. 1. Budowa monitora LCD 2. Zasada działania monitora LCD 3. Podział matryc ciekłokrystalicznych 4. Wady i zalety monitorów LCD

Rekapitulacja. Detekcja światła. Rekapitulacja. Rekapitulacja

Zjawiska zachodzące w półprzewodnikach Przewodniki samoistne i niesamoistne

Przyrządy półprzewodnikowe

Aleksandra Banaś Dagmara Zemła WPPT/OPTOMETRIA

BADANIA MODELOWE OGNIW SŁONECZNYCH

Cienkowarstwowe organiczne tranzystory polowe z kanałem typu n. Thin Film Organic Field Effect Transistors with n-type channel

WYZNACZANIE STAŁEJ PLANCKA Z POMIARU CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH DIOD ELEKTROLUMINESCENCYJNYCH. Irena Jankowska-Sumara, Magdalena Krupska

Monitory LCD (ang. Liquid Crystal Display) (1)

Struktura pasmowa ciał stałych

Organiczne ogniwa słonecznes. Ogniwa półprzewodnikowe. p przewodnikowe zasada ania. Charakterystyki fotoogniwa

L E D light emitting diode

1 Detektor CCD. aparaty cyfrowe kamery VIDEO spektroskopia mikrofotografia astrofizyka inne

Przejścia promieniste

Grafika Komputerowa Wykład 3. Wyświetlanie. mgr inż. Michał Chwesiuk 1/24

Wykład XIV: Właściwości optyczne. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

Elektrolity polimerowe. 1. Modele transportu jonów 2. Rodzaje elektrolitów polimerowych 3. Zastosowania elektrolitów polimerowych

Dioda półprzewodnikowa OPRACOWANIE: MGR INŻ. EWA LOREK

Elektronika Organiczna w zastosowaniach

Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

Wykład 5 Fotodetektory, ogniwa słoneczne

Kryształy, półprzewodniki, nanotechnologie. Dr inż. KAROL STRZAŁKOWSKI Instytut Fizyki UMK w Toruniu skaroll@fizyka.umk.pl

Repeta z wykładu nr 8. Detekcja światła. Przypomnienie. Efekt fotoelektryczny

Właściwości materii. Bogdan Walkowiak. Zakład Biofizyki Instytut Inżynierii Materiałowej Politechnika Łódzka. 18 listopada 2014 Biophysics 1

!!!DEL są źródłami światła niespójnego.

Elektryczne własności ciał stałych

Wykład 5 Fotodetektory, ogniwa słoneczne

Zasada działania, porównanie

Budowa i zasada działania skanera

Informacje ogólne. 45 min. test na podstawie wykładu Zaliczenie ćwiczeń na podstawie prezentacji Punkty: test: 60 %, prezentacja: 40 %.

W warunkach domowych. Ułatwiając życie człowiekowi. I pomagając przyrodzie

WIĄZANIA. Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE

półprzewodniki Plan na dzisiaj Optyka nanostruktur Struktura krystaliczna Dygresja Sebastian Maćkowski

Teoria pasmowa ciał stałych Zastosowanie półprzewodników

Przyrządy i układy półprzewodnikowe

Przewodność elektryczna ciał stałych. Elektryczne własności ciał stałych Izolatory, metale i półprzewodniki

Ciała stałe. Literatura: Halliday, Resnick, Walker, t. 5, rozdz. 42 Orear, t. 2, rozdz. 28 Young, Friedman, rozdz

Fizyka 3.3. prof.dr hab. Ewa Popko p.231a

Grafen perspektywy zastosowań

6. Emisja światła, diody LED i lasery polprzewodnikowe

Fizyka Ciała Stałego

Równanie Shockley a. Potencjał wbudowany

Chemia nieorganiczna. Copyright 2000 by Harcourt, Inc. All rights reserved.

Woda. Najpospolitsza czy najbardziej niezwykła substancja Świata?

Podstawy biogospodarki. Wykład 7

Fotoelementy. Symbole graficzne półprzewodnikowych elementów optoelektronicznych: a) fotoogniwo b) fotorezystor

Wybrane Działy Fizyki

Wysoki kontrast i szeroki zakres dynamiki dzięki cechom panelu OLED takim, jak reprodukcja głębokiej czerni i wysoka jasność szczytowa

Wpływ defektów punktowych i liniowych na własności węglika krzemu SiC

Laboratorium z Konwersji Energii. Ogniwo Paliwowe PEM

Detektor CCD. aparaty cyfrowe kamery VIDEO spektroskopia mikrofotografia astrofizyka inne

Technologia ogniw monokrystalicznych wzbogaconych galem

Przerwa energetyczna w germanie

Teoria pasmowa. Anna Pietnoczka

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu ELEKTROTECHNIKA (Nazwa kierunku studiów)

Nauka o Materiałach dr hab. inż. Mirosław Bućko, prof. AGH B-8, p. 1.13, tel

Czym jest prąd elektryczny

ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNE

Fizyka i inżynieria materiałów Prowadzący: Ryszard Pawlak, Ewa Korzeniewska, Jacek Rymaszewski, Marcin Lebioda, Mariusz Tomczyk, Maria Walczak

Chemia nieorganiczna. Pierwiastki. niemetale Be. 27 Co. 28 Ni. 26 Fe. 29 Cu. 45 Rh. 44 Ru. 47 Ag. 46 Pd. 78 Pt. 76 Os.

Energia emitowana przez Słońce

Repeta z wykładu nr 5. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Złącze p-n. złącze p-n

zasada działania, prawidłowy dobór wielkości instalacji, usytuowanie instalacji, produkcja energii w cyklu rocznym dr inż. Andrzej Wiszniewski

Badanie baterii słonecznych w zależności od natężenia światła

Widmo promieniowania elektromagnetycznego Czułość oka człowieka

Zastosowanie diod elektroluminescencyjnych w pojazdach samochodowych

Różne dziwne przewodniki

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

GaSb, GaAs, GaP. Joanna Mieczkowska Semestr VII

UNIWERSYTET SZCZECIŃSKI INSTYTUT FIZYKI ZAKŁAD FIZYKI CIAŁA STAŁEGO. Ćwiczenie laboratoryjne Nr.2. Elektroluminescencja

WYKŁAD 25 URZĄDZENIA WYŚWIETLAJĄCE SMK 2004 Na podstawie: K. Booth, S. Hill, Optoelektronika, WKŁ, Warszawa Uwagi ogólne A.

E12. Wyznaczanie parametrów użytkowych fotoogniwa

Monitory Opracował: Andrzej Nowak

Nanorurki w służbie fotowoltaiki

Wykład 5 XII 2018 Żywienie

Część 1. Wprowadzenie. Przegląd funkcji, układów i zagadnień

Właściwości optyczne. Oddziaływanie światła z materiałem. Widmo światła widzialnego MATERIAŁ

Wzrost pseudomorficzny. Optyka nanostruktur. Mody wzrostu. Ekscyton. Sebastian Maćkowski

Polski producent profesjonalnego źródła światła z wykorzystaniem najnowszej technologii z zastosowaniem wysokowydajnych diod LED.

Zalety przewodników polimerowych

MATERIAŁOZNAWSTWO. dr hab. inż. Joanna Hucińska Katedra Inżynierii Materiałowej Pok. 128 (budynek Żelbetu )

Podstawy chemii. dr hab. Wacław Makowski. Wykład 1: Wprowadzenie

Elementy optoelektroniczne. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Leon Murawski, Katedra Fizyki Ciała Stałego Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej

Cienkowarstwowe ogniwa słoneczne: przegląd materiałów, technologii i sytuacji rynkowej

Struktura materiałów. Zakres tematyczny. Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD / dr inż. Maciej Motyka.

Ogniwa fotowoltaiczne

Fizyka 3.3. prof.dr hab. Ewa Popko p.231a

Zalety oświetlenia LED. Oświetlenie LED

Szkło kuloodporne: składa się z wielu warstw różnych materiałów, połączonych ze sobą w wysokiej temperaturze. Wzmacnianie szkła

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

Transkrypt:

Elektronika molekularna Wykład 30h zakończony egzaminem pisemnym dr Małgorzata Franz pok. 109C GG mabo@mif.pg.gda.pl Konsultacje: piątek 10-11

Elektronika molekularna plan wykładu W1. Wprowadzenie W2. Własności cząsteczek W3. Molekularne ciało stałe W4. Stany elektronowe optycznego wzbudzenia w strukturach molekularnych W5. Transport nośników ładunku w materiałach molekularnych W6. Iniekcja nośników ładunku do materiałów molekularnych W7. Prądy nośników ładunku jednego znaku w materiałach molekularnych W8. Prądy pochodzące od nośników dwóch znaków w materiałach molekularnych W9. Elektroluminescencja W10. Zjawisko fotowoltaiczne W11. Podstawowe elementy elektroniki molekularnej Zaliczenie wykładu (w formie pisemnej) będzie składało się z 5 pytań obejmujących zagadnienia z wykładu. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny jest uzyskanie 50% punktów.

Elektronika molekularna literatura

Wykład 1 Wprowadzenie elektronika molekularna, miniaturyzacja urządzeń elektronicznych, materiały nieorganiczne i organiczne w elektronice, polimery przewodzące, OLED, OPV, OFET

W1. Czym jest elektronika molekularna? FIZYKA MOLEKULARNA konwencjonalne urządzenia elektroniczne MIKROELEKTRONIKA KRZEMOWA nowatorskie urządzenia elektroniczne ELEKTRONIKA MOLEKULARNA CHEMIA ORGANICZNA INŻYNIERIA MATERIAŁOWA FIZYKA CIAŁA STAŁEGO ELEKTRONIKA MOLEKULARNA obejmuje wszystkie zjawiska i procesy, w których molekularne materiały organiczne grają aktywną rolę w przetwarzaniu, transmisji i przechowywaniu informacji. H. Haken, H. C. Wolf, Fizyka molekularna z elementami chemii kwantowej, PWN, Warszawa 1998. ELEKTRONIKA MOLEKULARNA zastosowanie pojedynczych molekuł lub układów molekularnych do budowy elementów elektronicznych. J. Godlewski, Wstęp do elektroniki molekularnej, Wydawnictwo PG, Gdańsk 2008.

W1. Miniaturyzacja urządzeń elektronicznych - Cząsteczki lub molekularne jednostki funkcyjne jako przełączniki - Cząsteczki lub molekularne jednostki funkcyjne jako przewodniki i nadprzewodniki - Cząsteczki lub molekularne jednostki funkcyjne jako elementy logiczne - Cząsteczki lub molekularne jednostki funkcyjne jako urządzenia pamięci

W1. Dlaczego elektronika molekularna? Elektronika molekularna Elektronika konwencjonalna Elastyczna Lekka Tanie technologie Minimalne rozmiary urządzeń Szeroka gama materiałów Kompatybilność ze strukturami biologicznymi Przyjazna środowisku Sztywna Ciężka Drogie (ale dopracowane) technologie Ograniczone rozmiary urządzeń Ograniczona ilość materiałów Niekompatybilność ze strukturami biologicznymi Nieprzyjazna środowisku Elementy elektroniczne konwencjonalnej elektroniki charakteryzuje min.: duża szybkość działania, dobra odporność temperaturowa i mechaniczna, niskie szumy.

W1. Klasyczne półprzewodniki nieorganiczne a półprzewodniki organiczne KRZEM (Si) GERMAN (Ge) ARSENEK GALU (GaAs) - Niska wartość przerwy energetycznej: 1,1 ev (Si), 0,67 ev (Ge), 1,4 ev (GaAs) - Wysoka wartość przerwy energetycznej (> 2eV): np. 3,1 ev (Tc) - Typowe wartości przewodnictwa elektrycznego: 10-8 10-2 -1 cm -1 - Duże wartości względnych stałych dielektrycznych r 11 - Małe wartości względnych stałych dielektrycznych r 3,5 - Możliwość generacji swobodnych nośników ładunku w wyniku wzbudzenia termicznego bądź optycznego N = N eff exp(-eg/2kt) N koncentracja nośników ładunku (elektrony bądź dziury) N eff fektywna gęstośc stanów - Ładunki są głównie wstrzykiwane z elektrod (INIEKCJA) bądź w wyniku dysocjacji EKSCYTONÓW (związana para e-h) generowanych w wyniku optycznego wzbudzenia

W1.Materiały organiczne CHEMIA ORGANICZNA = CHEMIA ZWIĄZKÓW WĘGLA Obecnie liczba zbadanych związków węgla przekracza 25 milionów. Liczba opisanych związkó nieorganicznych to zaledwie pół miliona. ZWIĄZKI ORGANICZNE mała odporność termiczna palność niskie temperatury topnienia i wrzenia znaczna liczba atomów tworzących cząsteczkę W skład większości związków organicznych wchodzi tylko kilka pierwiastków: C, H, O, rzadziej N i bardzo rzadko fluorowce, siarka, fosfor lub inne niemetale. Przyczyną istnienia bardzo dużej liczby związków organicznych jest zdolność atomów węgla do tworzenia trwałych wiązań między sobą ZJAWISKO KATENACJI Atomy węgla wykazują zdolność do tworzenia WIĄZAŃ WIELOKROTNYCH. C C C C UWAGA : WIĄZANIA WIELOKROTNE są nietrwałe i w wyniku reakcji addycji zmieniają się w wiązania pojedyncze.

W1. Związki organiczne WĘGLOWODORY związki zbudowane z C i H. Mogą różnić się kolejnością powiązania atomów i / lub odmiennym rozmieszczeniem atomów w przestrzeni. ZWIĄZKI JEDNOFUNKCYJNE związki zawierające jedną lub większą liczbę jednakowych grup funkcyjnych. ZWIĄZKI WIELOFUNKCYJNE związki, których cząsteczki zawierają różne grupy funkcyjne.

W1. Organiczne półprzewodniki MAŁE CZĄSTECZKI POLIMERY

W1. Struktury materiałów organicznych - Kryształy molekularne - Warstwy polimerów - Warstwy molekularne (amorficzne)

W1. Podstawowe elementy elektroniczne Organic Light Emitting Diodes OLEDs Organic Field Effect Transistors OFETs Organic Photovoltaic (OPV) Organic Solar Cells http://www.igm.unistuttgart.de/forschung/arbei tsgebiete/organische_elektr onik/index.en.html http://www.oled-info.com/introduction Film Substrate with Test Transistors and a Printable Semiconductor Solution

Organiczne diody elektroluminescencyjne (OLED) Urządzenia służące do bezpośredniej zamiany energii elektrycznej na energię świetlną. Thien-Phap Nguyen : Polymer-based nanocomposites for organic optoelectronic devices. A review

Organiczne diody elektroluminescencyjne (OLEDs) O kolorze emitowanego światła decyduje przerwa LUMO-HOMO light-emitting polymers (LEPs) or, sometimes, polymer LEDs (PLEDs)

Zalety OLED bardzo cienkie (~ 0.2 mm, 10x cieńsze od LCD) lekkie giętkie duża wydajność świecenia mogą być przeźroczyste nie potrzebują dodatkowego oświetlenia (w przeciwieństwie do LCD) mniejsze zużycie prądu szybkie odświeżanie obrazu naturalne kolory, w tym rzeczywista czerń szeroki kąt widzenia proste techniki nakładania, tanie materiały = niska cena idealne do urządzeń przenośnych zastosowanie w wyświetlaczach mp 4, czytnikach e-book, telewizorach, grach itp.

Wady OLED degradacja materiałów organicznych = krótszy czas życia diody o różnych kolorach starzeją się w innym czasie wrażliwość na wodę problem dotyczący urządzeń przenośnych

The unnamed concept Windows Phone 8 device from Samsung which employs a fully flexible AMOLED display. Arizona State University and HP's flexible display demonstrated in 2008 at the university's Flexible Display Center

Michigan University, 2011 Diody emitujące światło o określonym kolorze np. żółtym, zielonym, niebieskim Pusan National University, 2008

Produkty OLED dostępne na rynku małe (od 2 do 7 cali) wyświetlacze OLED w urządzeniach takich jak: telefony komórkowe, odtwarzacze A/V, aparaty cyfrowe producenci: Sony, Samsung, Nokia, LG, Dell, Olympus, HTC, ASUS, Panasonic, Microsoft i inni Samsung Galaxy S (Izrael) Walkman Sony NW-A850, ~280 $

Nokia Lumia 800 i 820 AMOLED ~ 380 Samsung Galaxy Note 2 Micromax Pixel A90 ~230$ (Indie)

Samsung transparent OLED

Nowoczesne lampy Diody emitujące światło białe Obecnie małe, bardzo drogie, komercjalizacja na przełomie 2012/2013 Philips

LG Chem biały OLED lampa Light Photon OLED

Płaskie ekrany kolorowe Prototyp LG 31-calowy OLED Prototyp AMOLED 6-calowy giętki wyświetlacz http://www.oled-info.com/

LG OLED TV (55EM9600) 55" Grubość ~ 4mm, waga TV 10 kg. 4 białe OLEDy tworzą 1 piksel z filtrami kolorów RGBW. WOLED-CF Samsung OLED TV (ES9500) 55" Szacunkowa cena ~$9,000. Panel złożony z subpikseli OLED RGB, direct emission, droższa, bardziej wydajna http://www.oled-info.com/

Przenośne Sony PlayStation

WYŚWIETLACZ zintegrowany z przeglądarką internetową

Ogniwa fotowoltaiczne Urządzenia służące do bezpośredniej zamiany energii słonecznej na energię elektryczną. Nie tylko polimery http://www-ssrl.slac.stanford.edu C 60 P3HT http://www.greengroup.engin.umich.edu/ http://extremelongevity.net

Zjawisko fotowoltaiczne

Zalety organicznych ogniw fotowoltaicznych cienkie lekkie giętkie proste techniki wytwarzania tanie nietoksyczne dowolne kolory półprzezroczyste szeroka gama zastosowań Ogniwo DSC, Sony http://greenweb.federatedmedia.net/ idealne do zasilania urządzeń przenośnych i pokrywania powierzchni o różnych kształtach

wady polimerowych ogniw fotowoltaicznych stosunkowo mała wydajność konwersji energii szybka degradacja niezbędna jest enkapsulacja (izolacja od warunków zewnętrznych) Niska wydajność i szybka degradacja uniemożliwiają komercjalizację tych urządzeń.

Konarka s Power Plastic Heliatek GmbH (6%, ogniwo na bazie materiałów małocząsteczkowych) Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (25 cm 2, 2,5%)

Technologia BIPV DyeSol http://www.plusplasticelectronics.com Konarka

Przenośne źródło zasilania http://www.textually.org Konarka, Inc. W przyszłości: M.I.T, ogniwo drukowane na papierze http://www.curbly.com/

Plastikowej elektroniki ciąg dalszy Diody elektroluminescencyjne, ogniwa fotowoltaiczne, tranzystory, czujniki i wiele innych Inteligentne ubrania

Nowoczesny mundur Reaguje na światło i podczerwień Monitoruje najważniejsze parametry organizmu Zmienia porowatość w zależności od ilości wydzielanego potu Decyduje czy grzać czy chłodzić http://www.splicetoday.com/

Jak to się robi?

Kontrolowane warunki

Metody nakładania warstw z roztworu spin coating http://materials.web.psi.ch/ dip coating BASF, produkcja OSC Roll to roll http://swlatex.com/

Ink-jet printing http://www.cartridgesave.co.uk http://www.bbc.co.uk www.solarserver DuPont

This is the cover illustration of Advanced Materials (10.1002/adma.201570148). Credit: Artwork: Christoph Hohmann / Nanosystems Initiative Munich Read more at: http://phys.org/news/2015-06-optimized-enables-custom-electronics.html#jcp

Stała Planck a h = 6,63x10-34 Js = 4,13x10-15 evs