L'instabilità della luce è un fattore importante che impedisce l'implementazione di semiconduttori organici. I ricercatori dell'Università Metropolitana di Osaka hanno dimostrato che l'attraversamento intersistemico ultraveloce della porzione pentacenica nei collegamenti radicali del pentacene ha reso il semiconduttore organico molto più fotostabile. Questo è l'incrocio intersistemico potenziato più veloce (~10^-13 secondi) dimostrato in un materiale puramente organico senza atomi pesanti. Credito:Università metropolitana di Osaka
A causa dell'elevata mobilità dei fori, il pentacene ei suoi derivati sono stati il semiconduttore organico rappresentativo e sono stati oggetto di molte ricerche, sia di base che applicate. In particolare, dovrebbero essere applicati a dispositivi a semiconduttore, come i transistor ad effetto di campo. Inoltre, i semiconduttori organici hanno il vantaggio di essere economici da produrre attraverso la stampa a getto d'inchiostro e hanno un basso impatto ambientale perché non utilizzano metalli. Tuttavia, la spina dorsale dei semiconduttori organici, come il pentacene, reagisce facilmente con le molecole di ossigeno alla luce visibile, con conseguente perdita di proprietà utili.
Un gruppo di ricerca guidato dal professor Yoshio Teki della Graduate School of Engineering, Osaka Metropolitan University, ha raggiunto una fotostabilità più di 100 volte superiore a quella del TIPS-pentacene, un famoso derivato del pentacene disponibile in commercio, aumentando la planarità della molecola e rafforzare la coniugazione di π elettroni tra un sostituente radicale e la parte pentacenica.
Allo stesso tempo, per chiarire il meccanismo della notevole fotostabilità, sono state eseguite misurazioni di assorbimento transitorio ultraveloce utilizzando un laser pulsato a femtosecondi per chiarire la peculiare dinamica dello stato eccitato di questo sistema. Concentrandosi sulla porzione pentacenica del sistema, hanno scoperto che l'attraversamento intersistemico avviene a una velocità ultraveloce (10 -13 secondi), che non è mai stato ottenuto prima in materiali puramente organici che non contengono atomi pesanti. Inoltre, è stata osservata la successiva disattivazione ultraveloce allo stato fondamentale in un tempo di circa 10 -10 secondi.
"Un'eccellente fotostabilità è stata ottenuta aggiungendo un sostituente radicale che migliora la planarità delle molecole e rafforza la coniugazione degli elettroni π", ha affermato il professor Teki. "In futuro, vorremmo verificare le prestazioni dei transistor ad effetto di campo e applicarli come semiconduttori organici."
Lo studio appare in Physical Chemistry Chemical Physics . + Esplora ulteriormente
