得益于美国加州大学洛杉矶分校纳米技术研究院Richard Kaner和同事的工作，苯胺四聚体晶体的垂直生长将引领一种新的实现高效、强大有机半导体技术的方法。这项工作使得技术人员能够在基板上生长“光天线”，薄的杆状器件，从而吸收来自各个方向的光，而不是与当前平滑太阳能电池板那样只吸收单向的光，最终改善太阳能采集设备。 [ACS纳米; DOI：10.1021/ acsnano.5b03465]

加州大学洛杉矶分校的团队利用石墨烯做基片，从溶液中长出苯胺四聚体晶体的尖峰。垂直生长是罕见的，难以在传统的无机半导体材料如硅中实现，而且有机半导体的垂直生长已被证明更加困难。垂直生长的主要动机是许多长而薄的晶体可以紧密排列在表面上。 “单晶导体和半导体的垂直取向结构由于其定向电荷传送、高器件密度和有趣的光学性质，具有重大的技术性意义，”该团队说。

 “这些晶体类似于将铺满散落铅笔的桌子组织成笔筒，Yue "Jessica" Wang解释说，前加州大学洛杉矶分校博士生，现在是斯坦福大学博士后学者，是ACS纳米上论文的第一作者。 “垂直取向可以节省大量的空间，这可能意味着不久的将来出现更小的、更高效的个人电子产品”。Kaner与Wang的合作者有Xiangfeng Duan、Yves Rubin、Adam Stieg、研究生James Torres、Shan Jiang和Michael Yeung，以及伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的伊利诺伊州应用研究所的Santanu Chaudhuri。

在初步实验中Kaner和他的同事们发现，他们可以引导苯胺四聚体溶液生长出垂直晶体，并且一旦这一技术被理解，他们进一步开发出一种以石墨烯为基片，生长高度有序、垂直排列结晶的一步方法，适用于各种有机半导体。

 “方法的关键是破译有机半导体和石墨烯在不同溶剂环境之间的相互作用，” Wang说。 “一旦我们理解这个复杂的机制，越来越多的垂直有机晶体就变得简单。”

使用石墨烯作为基底与传统基材相比有几个优点，Kaner补充道。 “这项技术使我们能够在我们希望的地方形成晶体图案，”他说。 “你可以利用这些半导体晶体制造电子设备并使他们精确的按照你所需器件要求的复杂图案生长，如薄膜晶体管或发光二极管器件”。该团队称，在苯胺四聚体系统上的试验表明，电荷载体沿垂直界面层叠方向的传输最高效，在单个晶体中电导率可达12.3西门子每厘米，是目前为止苯胺低聚物报导的最高值。

 “我们正在尝试在其它层状化合物如氮化硼和二硫化钼上生长垂直晶体，以形成不同类型的异质结，作为各种电子装置的构建模块，”队员Jessica Wang告诉材料今天说。

新材料在线编译整理——翻译：王晶晶    校正：摩天轮