Ein organischer Halbleiter ist eine organische Verbindung in Form eines Kristalls oder eines Polymers , die ähnliche Eigenschaften wie anorganische Halbleiter aufweist . Seine Eigenschaften sind die Leitung durch Elektronen und Löcher sowie das Vorhandensein eines verbotenen Bandes . Diese Materialien brachten die organische Elektronik oder die Elektronik von Kunststoffen hervor. Mit organisch ist gemeint, dass die verwendeten Moleküle auf Kohlenstoff basieren , wie die Moleküle auf der Grundlage des Lebens. Wir sagen organisch im Gegensatz zu anorganischen Halbleitern wie Silizium oder anorganischen Leitern wie Kupfer .
Die Leitfähigkeit in einem organischen Halbleiter wird durch die Ladungsträger sichergestellt , von denen zwei Arten bekannt sind: Elektronen (π * -Elektronen) und Löcher (ungepaarte π-Elektronen). Im Allgemeinen sind organische Feststoffe Isolatoren. In organischen Kristallen, die aus Molekülen mit π-konjugierten Bindungen oder Polymeren mit π-konjugierten Bindungen gebildet werden, können Elektronen in den Überlappungen von π-Elektronenwolken frei zirkulieren, was die Leitung von Elektrizität ermöglicht. Die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe sind Beispiele für diesen Halbleitertyp. Leitfähige Polymere weisen jedoch im Vergleich zu anorganischen Leitern einen hohen Widerstand auf. Organische Materialien können mit Metallen dotiert werden, um ihre Leitfähigkeit zu erhöhen.
Organische Halbleiter haben ähnliche Eigenschaften wie anorganische Halbleiter. Die folgende Tabelle zeigt kurz ihre Entsprechungen:
| Anorganischer Halbleiter | Organischer Halbleiter |
| Valenzband | HOMO |
| Leitungsband | LUMO |
| Verbotene Band | Verbotene Band |
Zusätzlich können wie anorganische Halbleiter organische Halbleiter dotiert werden, dh es können überschüssige Elektronen ( N-Dotierung ) oder Löcher ( P-Dotierung ) erzeugt werden. In anorganischen Halbleitern erfolgt dies üblicherweise durch Ionenimplantation , dh durch Hinzufügen von Ionen zum Halbleiter. Diese Ionen haben je nach Bedarf zusätzliche oder fehlende Valenzelektronen, so dass die gewünschten Ladungsträger hinzugefügt werden können. Diese Technik ist jedoch (in Bezug auf die Energie) zu brutal, um Filme aus organischen Halbleitern zu dotieren, wobei letztere für diese Art von Intervention zu zerbrechlich sind. Die empfohlene Technik besteht daher darin, den Film einem Dampf eines Oxidationsmittels oder eines Reduktionsmittels auszusetzen, der den Effekt hat, dass dem Film Elektronen gerissen oder hinzugefügt werden. Hochdotierte Halbleiter wie Polyanilin (Ormecon) und PEDOT: PSS werden auch als organische Metalle bezeichnet .
Organische Halbleiter bieten mehrere Vorteile:
Diese Technologie hat auch bestimmte Einschränkungen:
Organische Halbleiter werden auf dem Gebiet der Optoelektronik zur Entwicklung von: