Ingeniería cristalina de acenos que contienen bifenileno para semiconductores orgánicos de alta movilidad

Área de la Ciencia:

• Productos electrónicos orgánicos
• Ciencias de los materiales
• Física del estado sólido

Sus antecedentes:

• Los derivados de bisnafto[2',3':3,4]ciclobuto[1,2-b:1',2'-i]antraceno (BNCBA) se exploran por sus propiedades semiconductoras.
• El empaque molecular influye significativamente en el transporte de carga en semiconductores orgánicos.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar los nuevos derivados de BNCBA.
• Investigar el impacto de la longitud de la cadena de alquilo en el empaque molecular de BNCBA y el comportamiento del semiconductor.
• Evaluar las propiedades de transporte de carga de estos nuevos materiales.

Principales métodos:

• Síntesis de derivados de BNCBA con varios sustituyentes alquilo.
• Difracción de rayos X de un solo cristal para determinar el empaque molecular.
• Cálculos teóricos de la movilidad del portador de carga.
• Fabricación y caracterización de transistores de película delgada (TFT) procesados en solución.

Principales resultados:

• La sustitución de alquilo modifica efectivamente el apilamiento de π-π en los cristales BNCBA.
• El derivado tetrahexyl BNCBA muestra un arreglo de apilamiento en zigzag π-π inusual.
• Los cálculos teóricos de movilidad se correlacionan con las características de transporte de carga observadas.
• Todos los derivados de BNCBA exhiben un comportamiento de semiconductor de tipo p en TFT.

Conclusiones:

• Los derivados de BNCBA son semiconductores orgánicos de tipo p prometedores.
• La adaptación del empaque molecular a través de la sustitución de alquilo es una estrategia viable para mejorar el rendimiento de los semiconductores.
• El derivado tetrahexil alcanza una alta movilidad de efecto de campo de 2,9 cm2/Vs.