Из-за высокой подвижности дырок пентацен и его производные были типичным органическим полупроводником и были предметом многих исследований, как фундаментальных, так и прикладных. В частности, предполагается их применение в полупроводниковых устройствах, таких как полевые транзисторы. Кроме того, органические полупроводники имеют то преимущество, что они недороги в производстве с помощью струйной печати, и они мало воздействуют на окружающую среду, поскольку в них не используются металлы. Однако основа органических полупроводников, таких как пентацен, легко вступает в реакцию с молекулами кислорода под действием видимого света, что приводит к потере полезных свойств.

Исследовательская группа под руководством профессора Йошио Теки из Высшей инженерной школы Осакского столичного университета добилась фотостабильности более чем в 100 раз выше, чем у TIPS-пентацена, известного коммерчески доступного производного пентацена, за счет увеличения плоскостности молекулы и усиление сопряжения π-электронов между радикальным заместителем и пентаценовым фрагментом.

В то же время, чтобы выяснить механизм замечательной фотостабильности, были выполнены измерения сверхбыстрого переходного поглощения с использованием фемтосекундного импульсного лазера, чтобы прояснить специфическую динамику возбужденного состояния этой системы. Сосредоточившись на пентаценовой части системы, они обнаружили, что интеркомбинационная конверсия происходит со сверхвысокой скоростью ( ^10–13 секунд), чего раньше никогда не удавалось достичь в чисто органических материалах, не содержащих тяжелых атомов. Кроме того, последующая сверхбыстрая дезактивация в основное состояние происходила в течение примерно 10-10 секунд.

«Отличная фотостабильность была достигнута за счет добавления радикального заместителя, который повышает планарность молекул и усиливает сопряжение π-электронов», — заявил профессор Теки. «В будущем мы хотели бы проверить работоспособность полевых транзисторов и применить их в качестве органических полупроводников».

Исследование появляется в журнале Physical Chemistry Chemical Physics.