近日，湖南大学袁达飞教授关于化学掺杂三元组分实现的稳定n型有机小分子导体，以“Stable n-type organic small-molecule conductor enabled by chemically doped ternary components”为题，在Molecular Systems Design & Engineering期刊上发表。文章的第一作者是湖南大学材料科学与工程学院硕士研究生周博涵，通讯作者为湖南大学材料科学与工程学院袁达飞教授。

化学掺杂是一种调控有机半导体（OSCs）光电性能的多功能方法。与p型掺杂相比，在OSCs中，尤其是小分子材料中，实现稳定且高效的n型掺杂仍面临重大挑战。由于缺乏具有较深的最低未占据分子轨道（LUMO）能级和较高的电子迁移率的有机半导体，限制了n型掺杂有机半导体的发展。

本研究开发了一种三元体系，包括具有深LUMO能级和高电子迁移率的小分子有机半导体2DQTT-o、n型掺杂剂N-DMBI以及极性绝缘聚合物PEO。引入PEO后，体系的相容性、掺杂水平和掺杂稳定性均显著提升。值得注意的是，该三元掺杂体系表现出优异的空气稳定性，在暴露于空气240小时后仍保留了初始电导率的82%，相比未添加PEO的体系提高了32%。此外，三元掺杂薄膜还展现出良好的热稳定性，在200 °C加热后仍保留初始电导率的55%。相比之下，二元掺杂薄膜则发生分解并转变为绝缘体。