Aggregation greatly boosts emission efficiency of the silole, turning it from a weak luminophor into a strong emitter.

To realize graphene-based electronics, various types of graphene are required; thus, modulation of its electrical properties is of great importance. Theoretic studies show that intentional doping is a promising route for this goal, and the doped graphene might promise fascinating properties and widespread applications. However, there is no experimental example and electrical testing of the substitutionally doped graphene up to date. Here, we synthesize the N-doped graphene by a chemical vapor deposition (CVD) method. We find that most of them are few-layer graphene, although single-layer graphene can be occasionally detected. As doping accompanies with the recombination of carbon atoms into graphene in the CVD process, N atoms can be substitutionally doped into the graphene lattice, which is hard to realize by other synthetic methods. Electrical measurements show that the N-doped graphene exhibits an n-type behavior, indicating substitutional doping can effectively modulate the electrical properties of graphene. Our finding provides a new experimental instance of graphene and would promote the research and applications of graphene.

Recently, a lot of effort has been focused on improving the performance and exploring the electric properties of graphene. This article presents a summary of chemical doping of graphene aimed at tuning the electronic properties of graphene. p-Type and n-type doping of graphene achieved through surface transfer doping or substitutional doping and their applications based on doping are reviewed. Chemical doping for band gap tuning in graphene is also presented. It will be beneficial to designing high performance electronic devices based on chemically doped graphene.

Microelectronic circuits/arrays produced via high-speed printing instead of traditional photolithographic processes offer an appealing approach to creating the long-sought after, low-cost, large-area flexible electronics. Foremost among critical enablers to propel this paradigm shift in manufacturing is a stable, solution-processable, high-performance semiconductor for printing functionally capable thin-film transistors — fundamental building blocks of microelectronics. We report herein the processing and optimisation of solution-processable polymer semiconductors for thin-film transistors, demonstrating very high field-effect mobility, high on/off ratio and excellent shelf-life and operating stabilities under ambient conditions. Exceptionally high-gain inverters and functional ring oscillator devices on flexible substrates have been demonstrated. This optimised polymer semiconductor represents a significant progress in semiconductor development, dispelling prevalent skepticism surrounding practical usability of organic semiconductors for high-performance microelectronic devices, opening up application opportunities hitherto functionally or economically inaccessible with silicon technologies and providing an excellent structural framework for fundamental studies of charge transport in organic systems.

Two donor–acceptor (D−A) copolymer PDVTs based on diketopyrrolopyrole and (E)-2-(2-(thiophen-2-yl)vinyl)thiophene (TVT) units are synthesized for solution-processed field-effect transistors (FETs). The highly π-extended TVT units strengthen the coplanarity of the polymer backbone. FETs based on PDVTs show high mobilities above 2.0 cm2 V−1 s−1 with a current on/off ratio of 105−107, high shelf storage, and operation stability.

Abstract The advantages of organic field‐effect transistors, such as low cost, mechanical flexibility and large‐area fabrication, make them potentially useful for electronic applications such as flexible switching backplanes for video displays, radio frequency identifications and so on. A large amount of molecules were designed and synthesized for electron transporting (n‐type) and ambipolar organic semiconductors with improved performance and stability. In this review, we focus on the advances in performance and molecular design of n‐type and ambipolar semiconductors reported in the past few years.

The excellent electroluminescent (EL) properties of 1,1-disubstituted 2,3,4,5-tetraphenylsiloles, 1-methyl-1,2,3,4,5-pentaphenylsilole (MPPS), and 1,1,2,3,4,5-hexaphenylsilole (HPS) have been found. Despite some studies devoted to these materials, very little is known about the real origin of their unique EL properties. Therefore, we investigated the structures, photoluminescence (PL), and charge carrier transport properties of 1,1-disubstituted 2,3,4,5-tetraphenylsiloles as well as the effect of substituents on these characteristics. The single crystals of the three siloles involving 1,1-dimethyl-2,3,4,5-tetraphenylsilole (DMTPS), MPPS, and HPS were grown and their crystal structures were determined by X-ray diffraction. Three siloles have nonplanar molecular structures. The substituents at 1,1-positions enhance the steric hindrance and have predominant influence on the twisted degree of phenyl groups at ring carbons. This nonplanar structure reduces the intermolecular interaction and the likelihood of excimer formation, and increases PL efficiency in the solid state. The silole films show high fluorescence quantum yields (75−85%), whereas their dilute solutions exhibit a faint emission. The electronic structures of the three siloles were investigated using quantum chemical calculations. The highest occupied molecular orbitals (HOMOs) and the lowest unoccupied molecular orbitals (LUMOs) are mainly localized on the silole ring and two phenyl groups at 2,5-positions in all cases, while the LUMOs have a significant orbital density at two exocyclic Si−C bonds. The extremely theoretical studies of luminescent properties were carried out. We calculated the nonradiative decay rate of the first excited state as well as the radiative one. It is found that the faint emission of DMTPS in solutions mainly results from the huge nonradiative decay rate. In solid states, molecular packing can remarkably restrict the intramolecular rotation of the peripheral side phenyl ring, which has a large contribution to the nonradiative transition process. This explains why the 1,1-disubstituted 2,3,4,5-tetraphenylsiloles in the thin films exhibit high fluorescence quantum yields. The charge carrier mobilities of the MPPS and HPS films were measured using a transient EL technique. We obtained a mobility of 2.1 × 10-6 cm2/V·s in the MPPS film at an electric field of 1.2 × 106 V/cm. This mobility is comparable to that of Alq3, which is one of the most extensively used electron transport materials in organic light-emitting diodes (LEDs), at the same electric field. The electron mobility of the HPS film is about ∼1.5 times higher than that of the MPPS film. To the best of our knowledge, this kind of material is one of the most excellent emissive materials that possess both high charge carrier mobility and high PL efficiency in the solid states simultaneously. The excellent EL performances of MPPS and HPS are presumably ascribed to these characteristics.

A highly efficient acceptor material for organic solar cells (OSCs) – based on perylene diimide (PDI) dimers – shows significantly reduced aggregation compared to monomeric PDI. The dimeric PDI shows a best power conversion efficiency (PCE) approximately 300 times that of the monomeric PDI when blended with a conjugate polymer (BDTTTT-C-T) and with 1,8-diiodooctane as co-solvent (5%). This shows that non-fullerene materials also hold promise for efficient OSCs. As a service to our authors and readers, this journal provides supporting information supplied by the authors. Such materials are peer reviewed and may be re-organized for online delivery, but are not copy-edited or typeset. Technical support issues arising from supporting information (other than missing files) should be addressed to the authors. Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.

Unresolved problems associated with the production of graphene materials include the need for greater control over layer number, crystallinity, size, edge structure and spatial orientation, and a better understanding of the underlying mechanisms. Here we report a chemical vapor deposition approach that allows the direct synthesis of uniform single-layered, large-size (up to 10,000 μm 2 ), spatially self-aligned, and single-crystalline hexagonal graphene flakes (HGFs) and their continuous films on liquid Cu surfaces. Employing a liquid Cu surface completely eliminates the grain boundaries in solid polycrystalline Cu, resulting in a uniform nucleation distribution and low graphene nucleation density, but also enables self-assembly of HGFs into compact and ordered structures. These HGFs show an average two-dimensional resistivity of 609 ± 200 Ω and saturation current density of 0.96 ± 0.15 mA/μm, demonstrating their good conductivity and capability for carrying high current density.