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據美國物理學家組織網日前報道，美國科學家開發出一種新的計算預測方法，可將新有機半導體材料的研發過程節省幾個月甚至幾年，并利用新方法研發出一種目前運行速度最快的新有機半導體材料。相關研究發表在8月16日出版的《自然·通訊》雜志上。 在提高有機電子材料性能的研制中，研究人員通常需要合成出大量備選材料并對其進行測試，這不僅耗費時間而且經常會失敗。而新計算預測方法則可大大縮小備選材料的范圍，以節省成本。 科學家對這種方法的可行性進行了初步實驗。首先，他們選用一種已被驗證為性能良好的有機半導體材料（名為DNTT）作為初始材料，接著研究了其他一些與DNTT結合在一起有可能加強其性能的、具有不同化學和電學特征的化合物，最終選出了7個備選物質。 半導體能快速將電荷從一個地方運送至另一個地方，其性能取決于這種材料結合電荷的能力以及電荷在這種材料的分子間的移動速度。 利用新方法，科學家們預測，如果對這7種物質進行修改，借用其修改后有望擁有的化學和結構特性，其中的2種物質接受電荷能力最強，而這兩種物質中的一種物質內，電荷顯然能在其分子間更快速地移動，其運行速度會達到初始物質的兩倍。他們隨后歷時一年半對這種新物質的合成過程進行了完善并對其進行了充分測試，測試結果證實，修改后的新材料的運行速度是初始物質的兩倍，而且，新材料的運行速度是目前液晶顯示屏中非晶硅的30多倍。 “合成并厘清這7種備選化合物的性質通常要幾年時間，而使用新方法，我們能從理論上預測出性能最好最有潛力的備選對象，因此有望更快設計出高性能材料。”參與該研究的斯坦福大學化學工程副教授鮑哲南（音譯）表示。 領導該研究的哈佛大學化學和化學醫學副教授艾倫·阿斯普魯-古濟克表示，新預測方法不僅可使尋找更好有機半導體材料的科研團隊受益，也有助于研制出更高效的有機太陽能電池材料。 |
