Transistor organici basati su singoli cristalli di rubrene, un idrocarburo, possono all'incirca raddoppiare la velocità dell'elettricità che scorre attraverso di loro quando un cristallo è leggermente piegato (teso). Questo utile comportamento non è facilmente ottenibile con i tradizionali semiconduttori realizzati, Per esempio, di silicio. Le molecole di rubrene sono disposte a spina di pesce (in alto a sinistra), formando cristalli molecolari semiconduttori altamente ordinati che possono essere utilizzati per creare transistor organici ad alte prestazioni rigidi (in alto a destra) o flessibili (in basso a sinistra), a base di monocristalli spessi o ultrasottili, rispettivamente. Un esempio di un transistor rubrene indipendente è mostrato sulla punta di un dito (in basso a destra). Credito:Vitaly Podzorov/Rutgers University-New Brunswick
Semiconduttori leggermente piegati realizzati con materiali organici possono all'incirca raddoppiare la velocità dell'elettricità che scorre attraverso di essi e potrebbero trarre vantaggio dall'elettronica di prossima generazione come sensori e celle solari, secondo la ricerca guidata da Rutgers.
Lo studio è pubblicato sulla rivista Scienze avanzate .
"Se implementato in circuiti elettrici, un tale miglioramento, ottenuto con una leggera flessione, significherebbe un grande passo avanti verso la realizzazione della prossima generazione, elettronica organica ad alte prestazioni, ", ha affermato l'autore senior Vitaly Podzorov, professore presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia della School of Arts and Sciences della Rutgers University–New Brunswick.
I semiconduttori includono materiali che conducono elettricità e la loro conduttività può essere regolata da diversi stimoli esterni, rendendoli essenziali per tutta l'elettronica. I semiconduttori organici sono costituiti da molecole organiche (costituite principalmente da atomi di carbonio e idrogeno) che formano luce, cristalli flessibili chiamati cristalli molecolari di van der Waals. Questi nuovi materiali sono piuttosto promettenti per applicazioni in optoelettronica, che sfruttano la luce e includono l'elettronica flessibile e stampata, sensori e celle solari. I semiconduttori tradizionali in silicio o germanio hanno limitazioni, compreso il costo e la rigidità.
Una delle caratteristiche più importanti dei semiconduttori organici e inorganici è la velocità con cui l'elettricità può fluire attraverso i dispositivi elettronici. Grazie ai progressi dell'ultimo decennio, i semiconduttori organici possono funzionare circa 10 volte meglio dei tradizionali transistor al silicio amorfo. La messa a punto dei semiconduttori piegandoli si chiama "ingegneria della deformazione, " che, se implementato con successo, aprirebbe una nuova strada di sviluppo nel settore dei semiconduttori. Ma fino ad ora, non ci sono stati risultati sperimentali conclusivi su come piegare i semiconduttori organici, compresi quelli nei transistor, possono influenzare la velocità dell'elettricità che scorre al loro interno.
Lo studio condotto da Rutgers riporta la prima di tali misurazioni, e una curva dell'1% in un transistor organico può all'incirca raddoppiare la velocità degli elettroni che lo attraversano.
