Jöhetnek a szerves komputerek

Ilusztráció: phys.org

A kutatók egy molekula, a trimethylenecyclopropane egyik származékáról bizonyították be, hogy használható organikus félvezetőként. Dimitrij Ivanov, az MSU fizikusa és vegyészmérnöke szerint a felfedezéssel új utak nyílhatnak meg a szerves elektronikában – a közeljövőben így organikus diódák és új típusú napelemek is készülhetnek.

A szerves elektronika egy viszonylag új, mindössze 15-20 éves tudományterület. Bár az ezzel a módszerrel előállított eszközök egyelőre kisebb teljesítményűek és rövidebb élettartamúak, mint a hagyományos szerkezetek, így is vannak előnyeik – például a könnyedség, rugalmasság és olcsó előállítás. Az organikus elektronikát elsősorban a napelemeknél szokták használni, a szilícium-alapú modulok ugyanis túl költségesek.

A szóban forgó molekula dópolóként működik, tehát egy félvezető anyagot szennyeznek vele. Az eljárás nem új keletű, a megfelelő vegyítéssel jelentősen növelhető a kiinduló matéria vezetőképessége. A dópolást azonban eddig elsősorban szervetlen anyagoknál használták.

Ivanovnak és társainak természetesen komoly kihívás volt, mikor megpróbáltak egy szerves dópolót találni, hiszen nem minden molekula felel meg a feladat ellátására. A cél a polimerfizika szempontjából tökéletes jelölt megtalálása volt, ehhez pedig rengeteg kutatást kellett elvégezni.

A nyertes végül egy sík molekula lett, melyben háromszög alakban kapcsolódnak a szénatomok. Az anyagnak van az energetikai szempontból legmegfelelőbb LUMO-szintje – tehát a legkisebb szabad molekulapályája. Ez azt jelenti, hogy a segítségével könnyebben kinyerhetők a dópolt polimer elektronjai, vagyis nagyobb mértékben növelhető annak vezetőképessége.

Az új eredmények korábbi kémiai számításokat is igazolnak. A szakértők most úgy gondolják, a trimethylenecyclopropane megfelelő polimerrel elkeverve akár több százszorosára is növelheti az anyag vezetőképességét.

Ivanov szerint a felfedezett adalék sokkal jobb lehet a hagyományos dópolóknál, mivel szerkezete egészen más. A szennyező tökéletesen elkeveredik a polimermátrixszal, valószínűleg ennek köszönhető a teljesítménye.

„Azt hiszem, ez jelentős lökést adhat a szerves elektronikai eszközök fejlesztésének” – állapította meg a szakember. Ha az anyag valóban elindítja a régóta várt forradalmat az elektronikában, könnyen elképzelhető, hogy néhány éven belül nem csupán az izzóinkat, de akár a fejlettebb eszközeinket is lecserélhetjük.

Forrás: EurekAlert!