Фотопроводящие кристаллы на основе фосфорорганических соединений

09.02.2026

Сотрудники Института металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН синтезировали комплексы с переносом заряда на основе фосфорорганических соединений класса диазадифосфапенталенов (DDP) и тетрацианобензола (TCNB). Путем супрамолекулярной сборки с комбинацией π-донорных (DDP) и π-акцепторных молекул (TCNB) удалось получить кристаллы, обладающие фотопроводимостью.

3а,6а-Диаза-1,4-дифосфапенталены (DDP) относятся к семейству 10π-электронных ароматических гетероциклов и отличаются от других фосфорсодержащих ароматических гетероциклов высокой π-донорной способностью и склонностью к образованию комплексов с переносом заряда с органическими π-акцепторами.

D/A-кристаллы, состоящие из доноров (D) и акцепторов (A) электронов, благодаря своим уникальным оптическим свойствам представляют собой перспективные структуры для фоточувствительных устройств, таких как солнечные элементы, светоизлучающие диоды и датчики света. Известно, что D/A-кристаллы с TCNB в качестве акцептора функционируют как источники света в широком диапазоне, от синего до оранжевого цвета, в зависимости от химической структуры донора.

Сотрудниками ИМХ РАН получена серия комплексов с переносом заряда, где в качестве доноров выступают диазадифосфапенталены с тиенильными заместителями, а в качестве акцепторов – молекулы тетрацианобензола. Проведенные исследования показали, что состав и структура образующихся комплексов существенно зависят от периферийных заместителей в DDP. Не смотря на ограниченную растворимость полученных соединений, ученым удалось вырастить кристаллы и впервые измерить фотопроводимость для D/A-комплекса вида DDP-TCNB.

В отсутствие освещения при напряжении 40 В сила тока, проходящего через кристалл, составляет 0.02 нА. При освещении кристаллов имитатором солнечного света проводимость возрастает в 70 раз – до 1.4 нА. Время отклика составляет не более 1 секунды. Высокие фотопроводящие характеристики достигаются благодаря особой кристаллической упаковке, способствующей эффективной фотогенерации и быстрому переносу носителей заряда.

Результаты работы опубликованы в журнале ChemPlusChem.