Figura 1:Schema che mostra il processo che consente un controllo preciso delle caratteristiche del transistor organico utilizzando l'irradiazione luminosa. L'inserto mostra una fotografia del dispositivo finale. Credito:Takafumi Uemura et al.
I ricercatori del Sanken (Istituto di ricerca scientifica e industriale) dell'Università di Osaka e del Joanneum Research (Weiz, Austria), hanno dimostrato come l'esposizione di un polimero organico alla luce ultravioletta possa modificare con precisione le sue proprietà elettroniche. Questo lavoro può aiutare nella commercializzazione di elettronica flessibile che può essere utilizzata per il monitoraggio sanitario in tempo reale, insieme al trattamento dei dati.
Mentre i circuiti integrati all'interno del tuo smartphone sono piuttosto impressionanti, mancano di alcune caratteristiche importanti. Poiché l'elettronica è a base di silicio, sono molto rigidi, sia nel senso letterale di essere inflessibile, oltre ad avere proprietà chimiche che non sono facilmente modificabili. Dispositivi più recenti, compresi i display OLED, sono costituiti da molecole organiche a base di carbonio con proprietà chimiche che possono essere sintonizzate dagli scienziati per produrre i circuiti più efficienti. Però, il controllo delle caratteristiche dei transistor organici richiede solitamente l'integrazione di strutture complesse realizzate con vari materiali.
Ora, un team di ricercatori guidati dall'Università di Osaka ha utilizzato la luce UV per modificare con precisione la struttura chimica di un polimero dielettrico chiamato PNDPE. La luce rompe legami specifici nel polimero, che può poi riorganizzare in nuove versioni, o creare collegamenti incrociati tra i fili. Più a lungo la luce è accesa, più il polimero si altera. Usando una maschera d'ombra, la luce UV viene applicata solo alle aree desiderate, regolazione del comportamento del circuito. Questo metodo può modellare i transistor della tensione di soglia desiderata con un'elevata risoluzione spaziale utilizzando un solo materiale.
Figura 2:(Sinistra) Relazione tra l'illuminazione luminosa (dose) e la tensione di soglia (Vth) per i transistor organici. (A destra) Immagine al microscopio FTIR che mostra la distribuzione spaziale bidimensionale dell'alterazione della struttura molecolare. Alcune regioni sono state parzialmente irradiate per creare il logo dell'Università di Osaka, con una risoluzione spaziale stimata di ~18 µm. Credito:Takafumi Uemura et al.
"Siamo riusciti a controllare le caratteristiche dei circuiti integrati organici utilizzando persistenti cambiamenti indotti dalla luce nella stessa struttura molecolare, ", spiega l'autore corrispondente dello studio Takafumi Uemura.
Nel futuro, potremmo vedere versioni intelligenti di quasi tutto, dai flaconi dei medicinali ai giubbotti di sicurezza. "Soddisfare le esigenze computazionali dell'"Internet delle cose" richiederà molto probabilmente soluzioni elettroniche flessibili, " afferma l'autore senior Tsuyoshi Sekitani. In particolare, questa tecnologia può essere applicata ai metodi di produzione di dispositivi sanitari indossabili ultraleggeri.
