AbstractOrganic materials with unpaired electrons along with the discovery of their unique properties have fascinated scientists for over a century. The development of open-shell molecules has recently been rekindled as the result of improved synthetic strategies and spectroscopic techniques. In this focus review, we provide an overview of open-shell polymers and small-molecules organic semiconductors. We review strategies toward molecular magnets or spin-polarized magnetic organic semiconductors that encompasses incorporation of stable radical groups directly into the backbone of organic semiconductors or preparing highly conjugated ladder-type molecules based on open–shell Kekulé–type structures to enable efficient spin delocalization along the conjugation length. These novel materials have the potential to make significant societal impacts in the areas of information, energy and human health technologies.Open-shell organic semiconductors are poised to enable new functions and applications ranging from electronics and optoelectronics to magneto-electronics. Here, we review strategies toward molecular magnets or spin–polarized magnetic organic semiconductors that encompasses incorporation of stable radical groups directly into the backbone of organic semiconductors or preparation of highly conjugated ladder-type molecules based on open–shell Kekulé–type structures to enable efficient spin delocalization/spin-transfer along the conjugation length. We briefly survey the history of this field, summarize recent developments, and set an outlook for the future.

中文翻译：

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开壳有机半导体：一类具有新特性的新兴材料

摘要 一个多世纪以来，具有不成对电子的有机材料及其独特性质的发现一直让科学家着迷。由于合成策略和光谱技术的改进，开壳分子的发展最近重新点燃。在这篇重点综述中，我们概述了开壳聚合物和小分子有机半导体。我们回顾了分子磁体或自旋极化磁性有机半导体的策略，包括将稳定的自由基基团直接结合到有机半导体的骨架中或制备基于开壳凯库勒型结构的高度共轭梯型分子，以实现有效的自旋离域。共轭长度。这些新型材料有可能在信息、能源和人类健康技术领域产生重大社会影响。开壳有机半导体有望实现从电子和光电子到磁电子的新功能和应用。在这里，我们回顾了分子磁体或自旋极化磁性有机半导体的策略，包括将稳定的自由基基团直接结合到有机半导体的主链中，或基于开壳凯库勒型结构制备高度共轭梯型分子，以实现高效沿共轭长度的自旋离域/自旋转移。我们简要回顾了该领域的历史，总结了最近的发展，并对未来进行了展望。能源和人类健康技术。开壳有机半导体有望实现从电子和光电子到磁电子的新功能和应用。在这里，我们回顾了分子磁体或自旋极化磁性有机半导体的策略，包括将稳定的自由基基团直接结合到有机半导体的主链中或制备基于开壳凯库勒型结构的高度共轭梯型分子，以实现高效沿共轭长度的自旋离域/自旋转移。我们简要回顾了该领域的历史，总结了最近的发展，并对未来进行了展望。能源和人类健康技术。开壳有机半导体有望实现从电子和光电子到磁电子的新功能和应用。在这里，我们回顾了分子磁体或自旋极化磁性有机半导体的策略，包括将稳定的自由基基团直接结合到有机半导体的主链中，或基于开壳凯库勒型结构制备高度共轭梯型分子，以实现高效沿共轭长度的自旋离域/自旋转移。我们简要回顾了该领域的历史，总结了最近的发展，并对未来进行了展望。开壳有机半导体有望实现从电子和光电子到磁电子的新功能和应用。在这里，我们回顾了分子磁体或自旋极化磁性有机半导体的策略，包括将稳定的自由基基团直接结合到有机半导体的主链中，或基于开壳凯库勒型结构制备高度共轭梯型分子，以实现高效沿共轭长度的自旋离域/自旋转移。我们简要回顾了该领域的历史，总结了最近的发展，并对未来进行了展望。开壳有机半导体有望实现从电子和光电子到磁电子的新功能和应用。在这里，我们回顾了分子磁体或自旋极化磁性有机半导体的策略，包括将稳定的自由基基团直接结合到有机半导体的主链中，或基于开壳凯库勒型结构制备高度共轭梯型分子，以实现高效沿共轭长度的自旋离域/自旋转移。我们简要回顾了该领域的历史，总结了最近的发展，并对未来进行了展望。我们回顾了分子磁体或自旋极化磁性有机半导体的策略，包括将稳定的自由基基团直接结合到有机半导体的主链中或制备基于开壳凯库勒型结构的高度共轭梯型分子，以实现有效的自旋离域/spin-transfer 沿共轭长度。我们简要回顾了该领域的历史，总结了最近的发展，并对未来进行了展望。我们回顾了分子磁体或自旋极化磁性有机半导体的策略，包括将稳定的自由基基团直接结合到有机半导体的主链中或制备基于开壳凯库勒型结构的高度共轭梯型分子，以实现有效的自旋离域/spin-transfer 沿共轭长度。我们简要回顾了该领域的历史，总结了最近的发展，并对未来进行了展望。