Ricercatori dell'Istituto di Scienze Molecolari, I National Institutes of Natural Sciences (Giappone) hanno sviluppato un metodo per il drogaggio ad alte prestazioni del singolo cristallo organico. Per di più, sono riusciti nella misurazione dell'effetto Hall del cristallo, il primo caso al mondo. La ricerca è stata pubblicata su Materiale avanzato .

Il controllo dei "buchi" e degli "elettroni" responsabili della conduzione elettrica dei semiconduttori di tipo p e di tipo n mediante drogaggio - aggiungendo una traccia di impurità - era stata la tecnologia centrale nell'elettronica inorganica a cristallo singolo del 20 ° secolo rappresentata da chip di silicio, celle solari, e diodi emettitori di luce. Il numero di portatori (lacune ed elettroni) creati dal drogaggio e la loro velocità di spostamento (mobilità) possono essere valutati liberamente mediante "misurazione dell'effetto Hall" utilizzando un campo magnetico. Però, nel campo dell'elettronica organica emergente nel 21° secolo, nessuno ha mai tentato di drogare le impurità in un singolo cristallo organico né misurarne l'effetto Hall.

"Abbiamo combinato la tecnica di crescita del singolo cristallo organico di rubrene con la nostra originale tecnica di deposizione ultra lenta di un miliardesimo di nanometro (10- 9 nm) al secondo, che include un otturatore rotante con apertura." spiega Chika Ohashi, uno studente di dottorato, SOKENDAI nel gruppo. "Per la prima volta, siamo riusciti a produrre il singolo cristallo organico drogato a 1 ppm e abbiamo rilevato il suo segnale ad effetto Hall." L'efficienza di drogaggio del singolo cristallo organico era del 24%, che è una prestazione molto più elevata rispetto all'1% per il film amorfo depositato sotto vuoto dello stesso materiale.

Il capo del laboratorio, il prof. Masahiro Hiramoto, vede che i risultati attuali hanno il significato dell'alba dell'elettronica organica a cristallo singolo simile all'elettronica a cristallo singolo di silicio. In futuro, possono essere sviluppati dispositivi come celle solari organiche a cristallo singolo ad alte prestazioni.