Un gruppo di ricercatori di Skoltech, l'Istituto per i Problemi di Fisica Chimica della RAS, e ND Zelinsky Institute of Organic Chemistry of RAS, guidato dal Professor Skoltech P.A. Troshin, ha scoperto una relazione tra la struttura delle molecole fotocromatiche e le caratteristiche elettriche dei dispositivi di memoria costruiti utilizzando questi composti. Le loro scoperte aprono nuove opportunità per la progettazione razionale di nuovi materiali funzionali per l'elettronica organica. I risultati del loro studio sono stati pubblicati nel Journal of Materials Chemistry C e in primo piano sulla sua pagina di copertina.

L'elettronica organica si è sviluppata a un ritmo vertiginoso nell'ultimo decennio:circuiti elettronici flessibili a film sottile, sensori, mostra, convertitori di luce solare e batterie, I LED e altri componenti hanno già trovato preziose applicazioni nelle confezioni dei prodotti, Abiti, pelle elettronica, robotica e protesi. Un ulteriore avanzamento dell'elettronica organica potrebbe portare alla creazione di un'interfaccia funzionale tra l'elettronica a stato solido classica e i soggetti vivi. Si ritiene che il concetto Smart Healthcare, che consente il monitoraggio continuo delle statistiche vitali e il suo adeguamento tempestivo in risposta ai primi segni di una malattia, abbia un impatto rivoluzionario sull'assistenza sanitaria, che si concentrerà sulla prevenzione piuttosto che sul trattamento in fase avanzata di una malattia.

Le applicazioni pratiche dell'elettronica organica richiedono che tutti i suoi componenti funzionali, compresi elementi di memoria organica, sono completamente sviluppati. Da questa prospettiva, di particolare interesse sono i composti fotocromici, le cui molecole sono celle di memoria a bit singolo che subiscono un'isomerizzazione reversibile tra due stati quasi stabili quando esposti alla luce. Sfortunatamente, l'attuale mancanza di capacità tecniche rende quasi impossibile commutare in modo affidabile una singola molecola e registrarne lo stato. Ciò significa che le molecole fotocromatiche devono essere integrate in sistemi più complessi e più grandi, dove il passaggio da uno stato all'altro produrrà una risposta che può essere catturata, Per esempio, come segnale elettrico.

Prima, Il team del professor Troshin ha sviluppato la struttura dei transistor organici ad effetto di campo con uno strato fotocromatico fotosensibile, e ha dimostrato la commutazione optoelettrica tra più stati elettrici. Però, l'effetto della struttura e delle proprietà del materiale fotocromatico sulle caratteristiche elettriche del dispositivo è stato finora poco chiaro. Nel loro recente studio, i ricercatori di Skoltech, l'Istituto di Problemi di Fisica Chimica, RAS, e ND Zelinsky Institute of Organic Chemistry, RAS, sono riusciti a identificare le relazioni tra la struttura dei materiali fotocromatici e le loro prestazioni elettriche nei dispositivi.

"Abbiamo studiato tre diversi materiali fotocromatici di struttura simile in elementi di memoria ottica basati su transistor organici ad effetto di campo e abbiamo trovato alcuni modelli significativi a seguito di un'analisi dettagliata delle caratteristiche, come la velocità e l'ampiezza di commutazione, larghezza della finestra di memoria, e stabilità operativa nella modalità multipla di scrittura-lettura-cancellazione. Abbiamo dimostrato che avere un gruppo carbonilico nella porzione fotocromatica del ponte dieteriletene rende il passaggio più facile, riducendo la stabilità degli stati indotti. In contrasto, un composto fotocromatico con un ponte di propilene non sostituito e una finestra di memoria relativamente stretta garantisce una commutazione affidabile e stabilità del dispositivo a lungo termine. Le correlazioni che abbiamo riscontrato tra la struttura molecolare dei composti fotocromici e le caratteristiche elettriche dei dispositivi realizzati con questi materiali forniscono una solida base per lo sviluppo razionale di una nuova generazione di materiali per elementi di memoria organica e fotorivelatori, " dice il primo autore dello studio Dolgor Dashitsyrenova.