Nature Commun：非晶化有机半导体的普适性Urbach定则

纳米技术

2021-06-28

对于晶体半导体材料，吸收起始处的锐度能够通过测试随温度变化的Urbach能量值变化情况而得到，此类能量能够用于定量解释静态结构畸变导致的局部指数尾态（exponential-tail state）、电子-声子散射导致的动态畸变。但是对于无序的固体材料，目前人们一直都对这种指数尾态模型的表征存在争议。这种指数尾态拟合更加常用于有机半导体材料的子带隙吸收分析。有鉴于此，英国斯旺西大学Oskar J. Sandberg、Ardalan Armin等报道了有机半导体的子带隙光谱线型，以及其随温度变化的量子产率。作者发现由于单重态激子产生的子带隙吸收通常受到较低能量声子的热展宽所决定，而不是静态畸变。这个发现与Boltzmann型热激活光学转换加权的Gaussian解卷积激子态的吸收符合。

本文要点：

（1）

作者通过一个简单模型解释非晶化体系材料的吸收线形，介绍了一种确定激子畸变能量的方法。本文研究结果扩展了固体分子Urbach能量具有的意义，以及对应的光-物理、静态畸变现象，能够有效的用于优化有机太阳能电池器件，同时为辐射开路电压限制提供了一种新理解方法。

参考文献

Kaiser, C., Sandberg, O.J., Zarrabi, N. et al. A universal Urbach rule for disordered organic semiconductors. Nat Commun 12, 3988 (2021).

DOI: 10.1038/s41467-021-24202-9

https://www.nature.com/articles/s41467-021-24202-9