I semiconduttori sono sostanze che hanno una conduttività tra quella dei conduttori e quella degli isolanti. A causa delle loro proprietà uniche di condurre corrente solo in condizioni specifiche, possono essere controllati o modificati in base alle nostre esigenze. In nessun luogo l'applicazione dei semiconduttori è più ampia o importante che nei dispositivi elettrici ed elettronici, come diodi, transistor, celle solari, e circuiti integrati.

I semiconduttori possono essere costituiti da materiali organici (a base di carbonio) o inorganici. Le tendenze recenti nella ricerca mostrano che gli scienziati stanno optando per sviluppare più semiconduttori organici, in quanto presentano alcuni chiari vantaggi rispetto ai semiconduttori inorganici. Ora, scienziati, guidato dal Prof Makoto Tadokoro della Tokyo University of Science, relazione sulla sintesi di una nuova sostanza organica con potenziali applicazioni come semiconduttore di tipo n. Questo studio è pubblicato sulla rivista Chimica Organica e Biomolecolare . Secondo il professor Makoto Tadokoro, "dispositivi a semiconduttore organico, a differenza dei dispositivi a semiconduttore inorganici duri, sono molto morbidi e sono utili per creare dispositivi portatili adesivi che possono facilmente adattarsi a una persona." Tuttavia, nonostante i vantaggi dei semiconduttori organici, ci sono pochissime molecole stabili conosciute che portano le proprietà fisiche dei semiconduttori di tipo n, rispetto ai semiconduttori inorganici di tipo n.

L'N-eteroeptacenechinone è un potenziale candidato ben noto per i materiali semiconduttori di tipo n. Però, presenta alcuni inconvenienti:è instabile all'aria e alla luce UV-visibile, ed è insolubile in solventi organici. Questi svantaggi ostacolano le applicazioni pratiche di questa sostanza come semiconduttore.

Un team di scienziati giapponesi, il dott. Kyosuke Isoda (Facoltà di Ingegneria e Design, Università di Kagawa; ex-Tokyo University of Science), Mr. Mitsuru Matsuzaka (ex Università di Scienze di Tokyo), Dr. Tomoaki Sugaya (Chiba Institute of Technology, ex-Tokyo University of Science), e il professor Tadokoro, con l'obiettivo di colmare questa lacuna, e ha identificato una nuova sostanza chiamata C ⁶ OAHCQ, derivato da N-eteroeptacenechinone, che supera gli inconvenienti dell'N-eteroeptacenechinone.

Per ottenere questa sostanza, N-eteroeptacenechinone è stato sottoposto a un processo in quattro fasi di reazioni chimiche che coinvolgono reflusso ripetitivo, evaporazione, ricristallizzazione, e riscaldamento. Il prodotto finale ottenuto è stato C ⁶ OAHCQ, un solido rosso. C ⁶ OAHCQ ha una struttura cristallina quasi planare unica che coinvolge due "spine" di tetraazanaftacene e una spina dorsale di benzochinone. Ha otto atomi di immino-N privi di elettroni e due parti carboniliche.

Per confermare le sue proprietà elettrochimiche, C ⁶ OAHCQ è stato sottoposto a una serie di test tra cui una spettroscopia di assorbimento UV-visibile allo stato di soluzione, voltammetria ciclica, e calcolo teorico del potenziale elettrostatico. È stato anche confrontato con un analogo del tetraazapentacenechinone.

Questi test hanno rivelato alcune proprietà uniche di C ⁶ OAHCQ. Gli atomi di immino-N privi di elettroni e due parti carboniliche in C ⁶ OAHCQ gli fornisce un comportamento di accettazione degli elettroni. Infatti, il numero di elettroni accettati da C ⁶ OAHCQ è più di quello di fullerene C ⁶⁰ , che suggerisce una migliore conduttività. La voltammetria ciclica ha mostrato che C ⁶ OAHCQ ha mostrato quattro fasi reversibili, onde di riduzione a quattro elettroni, che indicava che C ⁶ OAHCQ è stabile e ha un buon potenziale elettrostatico; la spettroscopia UV-visibile ha anche mostrato la sua stabilità alla luce UV-visibile. C ⁶ OAHCQ ha anche mostrato proprietà elettrocromiche, che consentono la sua potenziale applicazione in molti settori specializzati come lo sviluppo di finestre intelligenti, specchi elettrocromici, e dispositivi di visualizzazione elettrocromici. C ⁶ È stato anche scoperto che l'OAHCQ ha un'eccellente solubilità nei comuni solventi organici. Nel complesso è risultato vantaggioso e presentava proprietà migliorate rispetto all'analogo del tetraazapentacenechinone.

La sintesi del C . organico ⁶ OAHCQ è un nuovo passo avanti nella ricerca sui semiconduttori, per le sue proprietà distintive che lo distinguono dai semiconduttori organici esistenti. C ⁶ OAHCQ è anche un passo rivoluzionario nell'attuale scenario di ricerca dominato dai semiconduttori inorganici. Il professor Tadokoro e il team affermano l'importanza di questa nuova sostanza, affermando, "l'identificazione di questo scheletro molecolare accettore organico che ha la proprietà di ricevere stabilmente gli elettroni è molto importante, in quanto può essere utilizzato per sviluppare dispositivi molecolari con nuove funzionalità. Questi dispositivi sono morbidi, a differenza dei dispositivi a semiconduttore inorganici duri, e può aiutare a creare dispositivi portatili."