La conductividad aumentada por presión en los dimeros bis-1,2,3-tiaselenazolílico

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Química del estado sólido.
• Electrónica orgánica y electrónica orgánica.

Sus antecedentes:

• La síntesis y caracterización de nuevos compuestos heterocíclicos son cruciales para el desarrollo de nuevos materiales electrónicos.
• Comprender las relaciones estructura-propiedad en los radicales orgánicos es clave para diseñar semiconductores avanzados.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar las sales de 1,2,3-tiaselenazol-1,2,3-tiaselenazolio y sus radicales correspondientes.
• Para investigar las propiedades electrónicas y magnéticas de estos compuestos radicales.
• Para explorar el efecto de la presión externa en su conductividad.

Principales métodos:

• Reducción química y electroquímica de los cationes de tiaselenazolilio para generar especies radicales.
• Difracción de rayos X monocristalino para determinar la estructura cristalina.
• Mediciones magnéticas de temperatura variable, conductividad y mediciones ópticas de infrarrojo cercano.
• Cálculos de la estructura de la banda del Orbital Líneo Muffin-Tin (LMTO).Cálculos de la estructura de la banda del Orbital Líneo Muffin-Tin (LMTO).
• Mediciones de conductividad bajo presión hidrostática aplicada.

Principales resultados:

• Síntesis exitosa de sales de tiaselenazolio puenteadas con piridina N-alquilada y sus formas radicales.
• Los cristales de los radicales exhiben matrices isostruturales apiladas en pi con significativos contactos intermoleculares Se- -Se, Se- -S y Se- -N.
• Los materiales se comportan como semiconductores con brecha de banda pequeña con conductividades a temperatura ambiente de alrededor de 10−6 S cm−1,1.
• La presión externa aumenta dramáticamente la conductividad, alcanzando 10−1 S cm−1 (R1=Me) y 10−2 S cm−1 (R1=Et) a 4 GPa.
• Bajo presión, la energía de activación disminuye significativamente, lo que indica una transición hacia un estado débilmente metálico.

Conclusiones:

• Los radicales de tiaselenazolio puenteados con piridina sintetizados son materiales semiconductores con brecha de banda pequeña prometedores.
• Las interacciones intermoleculares juegan un papel crucial en sus propiedades de estado sólido.
• La presión externa es un medio eficaz para ajustar su conductividad electrónica, lo que lleva a un estado casi metálico.