半导体——以及我们对它们的掌握——使我们能够开发支持现代社会的技术。这些设备负责各种电子产品，包括电路板、计算机芯片和传感器。

半导体的导电性介于绝缘体(如橡胶)和导体(如铜)之间。通过用不同的杂质掺杂材料，科学家可以控制半导体的电学特性。这使得它们在电子产品中非常有用。

科学家和工程师一直在探索具有诱人特性的新型半导体，这可能会带来革命性的创新。这些新材料之一是有机半导体(OSC)，它是基于碳而不是硅。OSC比传统同类产品更轻、更灵活。这些产品适用于各种潜在的应用，如柔性电子产品。

2014年，加州大学圣巴巴拉分校的Thuc-Quyen Nguyen教授及其实验室首次报道了利用路易斯酸掺杂OSC来提高某些半导体聚合物的电导率；然而，没有人知道为什么直到现在才出现这种增长。

通过合作努力，Nguyen和她的拼贴已经分析了这种机制，他们的意外发现有望帮助我们更好地控制这些材料。这项工作得到了能源部的支持，研究成果发表在《自然材料》杂志上。

加州大学圣巴巴拉分校的研究人员与肯塔基大学、柏林洪堡大学和上海东华大学的国际团队合作。“使用路易斯酸的兴奋剂机制是独特而复杂的；因此，它需要团队合作，”阮解释说。

“这就是本文的全部内容，”主要作者、Nguyen Lab博士生Brett Yurash说。"找出为什么在有机半导体中加入这种化学物质会增加其导电性."

“人们认为路易斯酸只作用于有机半导体，”他解释说。“但事实证明，除非有水，否则不会有那种效果。”

显然，水是这个过程的关键部分。路易斯酸从水中提取氢原子，并将其转移到OSC中。额外的正电荷使OSC分子不稳定，因此来自相邻分子的电子会迁移以抵消电荷。这就留下了一个带正电的“洞”，从而有助于材料的导电性。

该论文的第一作者Yurash说：“水完全没有作用的事实真的是出人意料。

这些反应大部分是在受控的环境中进行的。例如，加州大学圣巴巴拉分校的实验是在干燥条件和氮气氛围下进行的。房间里一点湿气也没有。然而，很明显，一些水已经和其他材料一起放入盒子中。尤拉什说：“只需要少量的水就能获得这种刺激效果。

科学家、工程师和技术人员需要能够在实际应用中可控地掺杂半导体。“我们已经完全掌握了硅，”他说。“我们想怎么处理就怎么处理，而且非常稳定。”相比之下，可控掺杂OSC始终是一个巨大的挑战。

路易斯酸实际上是一种相当稳定的掺杂剂，该团队的研究成果相当广泛，不仅仅是他们测试的几种OSC和酸。大多数OSC掺杂工作使用不溶于许多溶剂的分子掺杂剂。Nguyen解释说：“另一方面，路易斯酸可溶于常见的有机溶剂，价格便宜，有多种结构可供选择。

了解其工作机制将使研究人员能够有目的地设计更好的掺杂剂。尤拉什说：“这有望成为更多创意发布的跳板。最后，该团队希望这些见解将有助于将有机半导体推向更广泛的商业实现。

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