有機(jī)半導(dǎo)體在柔性顯示器領(lǐng)域擁有巨大潛力，但其仍然達(dá)不到驅(qū)動高清顯示屏所需要的速度。硅等無機(jī)材料運(yùn)行速度更快更耐用，但卻無法彎曲，因此尋找一種運(yùn)行速度快的柔性有機(jī)半導(dǎo)體就成為當(dāng)務(wù)之急。

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)8月18日（北京時間）報(bào)道，美國科學(xué)家開發(fā)出一種新的計(jì)算預(yù)測方法，可將新有機(jī)半導(dǎo)體材料的研發(fā)過程節(jié)省幾個月甚至幾年，并利用新方法研發(fā)出一種目前運(yùn)行速度最快的新有機(jī)半導(dǎo)體材料。相關(guān)研究發(fā)表在8月16日出版的《自然·通訊》雜志上。

在提高有機(jī)電子材料性能的研制中，研究人員通常需要合成出大量備選材料并對其進(jìn)行測試，這不僅耗費(fèi)時間而且經(jīng)常會失敗。而新計(jì)算預(yù)測方法則可大大縮小備選材料的范圍，以節(jié)省成本。

科學(xué)家對這種方法的可行性進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)。首先，他們選用一種已被驗(yàn)證為性能良好的有機(jī)半導(dǎo)體材料（名為DNTT）作為初始材料，接著研究了其他一些與DNTT結(jié)合在一起有可能加強(qiáng)其性能的、具有不同化學(xué)和電學(xué)特征的化合物，最終選出了7個備選物質(zhì)。

半導(dǎo)體能快速將電荷從一個地方運(yùn)送至另一個地方，其性能取決于這種材料結(jié)合電荷的能力以及電荷在這種材料的分子間的移動速度。

利用新方法，科學(xué)家們預(yù)測，如果對這7種物質(zhì)進(jìn)行修改，借用其修改后有望擁有的化學(xué)和結(jié)構(gòu)特性，其中的2種物質(zhì)接受電荷能力最強(qiáng)，而這兩種物質(zhì)中的一種物質(zhì)內(nèi)，電荷顯然能在其分子間更快速地移動，其運(yùn)行速度會達(dá)到初始物質(zhì)的兩倍。他們隨后歷時一年半對這種新物質(zhì)的合成過程進(jìn)行了完善并對其進(jìn)行了充分測試，測試結(jié)果證實(shí)，修改后的新材料的運(yùn)行速度是初始物質(zhì)的兩倍，而且，新材料的運(yùn)行速度是目前液晶顯示屏中非晶硅的30多倍。

“合成并厘清這7種備選化合物的性質(zhì)通常要幾年時間，而使用新方法，我們能從理論上預(yù)測出性能最好最有潛力的備選對象，因此有望更快設(shè)計(jì)出高性能材料。”參與該研究的斯坦福大學(xué)化學(xué)工程副教授鮑哲南（音譯）表示。

領(lǐng)導(dǎo)該研究的哈佛大學(xué)化學(xué)和化學(xué)醫(yī)學(xué)副教授艾倫·阿斯普魯-古濟(jì)克表示，新預(yù)測方法不僅可使尋找更好有機(jī)半導(dǎo)體材料的科研團(tuán)隊(duì)受益，也有助于研制出更高效的有機(jī)太陽能電池材料。