La tecnología actual de semiconductores se basa en el silicio, un material semiconductor inorgánico en el que se introducen o impurifican átomos de impurezas para su uso en componentes electrónicos para aumentar la conductividad y adaptar la estructura electrónica. Sin embargo, los materiales orgánicos de estado sólido hechos de moléculas conjugadas o polímeros puedentambién exhiben propiedades semiconductoras prometedoras que hacen que su aplicación sea factible para la electrónica orgánica.
Moléculas invitadas en una estructura huésped
El enorme potencial de aplicación de la electrónica orgánica se ha demostrado claramente, por ejemplo, por el éxito de los LED orgánicos OLED en los últimos años. El oligotiofeno 4T y el politiofeno P3HT, dos semiconductores orgánicos típicos, se pueden dopar con un segundotipo de molécula, como un fuerte aceptor de electrones F4TCNQ, por ejemplo, para controlar la conductividad eléctrica. Sin embargo, hasta hace poco, no se entendía muy bien cómo se integran exactamente estas moléculas huéspedes en la estructura del huésped. Una distribución homogénea análoga a la de los semiconductores inorgánicospor lo tanto, siempre se ha asumido.
características inusuales
Un grupo internacional encabezado por el Equipo de Investigación Conjunta de Sistemas Moleculares en el HZB y la Humboldt-Universität zu Berlin ahora ha podido demostrar que este no es el caso ni del oligotiofeno ni del politiofeno. El grupo, codirigido por el Dr. IngoSalzmann y el profesor Norbert Koch habían experimentado previamente y ya modelado otros sistemas para aprender cómo el dopaje de los semiconductores orgánicos afecta su estructura electrónica y, por lo tanto, su conductividad, lo que produjo pistas sobre características inusuales de esta clase de materiales en los que juega la hibridación de los orbitales moleculares.un papel clave.
Por lo tanto, fabricaron una serie de películas delgadas orgánicas con niveles de dopaje cada vez más pesados e investigaron estas muestras utilizando técnicas de difracción de rayos X en la línea de luz KMC-2 manejada por el Dr. Daniel Toebbens. Pudieron determinar con precisión la dependencia delEstructura cristalina sobre el grado de dopaje utilizando esta técnica.
Co-cristalitos como dopantes
Sus resultados para los semiconductores orgánicos 4T y P3HT mostraron que las moléculas huésped, bastante contrarias a las expectativas, no están incorporadas de manera uniforme en la red del huésped. En cambio, una segunda fase cristalina de los cocristales huésped / huésped esformados en la matriz del huésped cristalino puro. Estos cocristales funcionan en el papel de dopantes en lugar de las moléculas de dopaje puras reales en tales sistemas.
Mejor comprensión para más control
"Es importante comprender los procesos fundamentales involucrados en el dopaje molecular molecular de los semiconductores orgánicos con mayor precisión", explica Salzmann, y continúa: "Si queremos emplear con éxito este tipo de materiales en las aplicaciones, debemos ser capaces de controlarsus propiedades electrónicas tan precisamente como lo hacemos habitualmente hoy con semiconductores inorgánicos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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