Semiconductores orgánicos en forma de V con puente de selenio sustituido por alquilo que presentan una alta movilidad...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Productos electrónicos orgánicos
• Física de los semiconductores

Sus antecedentes:

• La alta movilidad del portador es crucial para los semiconductores orgánicos de próxima generación (OSC).
• El logro de una alta movilidad a menudo implica estructuras agregadas 2D, que generalmente sufren de una mala solubilidad y una capacidad de procesamiento limitada de la solución.
• Esto presenta un equilibrio crítico entre la movilidad y la tramitación en el desarrollo de la CSO.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo semiconductor orgánico que supere la compensación entre una alta movilidad de la portadora y una buena solubilidad.
• Sintetizar y caracterizar un derivado de binaftaleno en forma de V con sustituyentes de decilo (C10-DNS-VW).
• Investigar las propiedades de autoensamblaje y transporte de carga del C10-DNS-VW.

Principales métodos:

• Síntesis eficiente del binaftaleno en forma de V de cinco miembros fusionado con anillo de selenio con sustituyentes de decilo (C10-DNS-VW).
• Investigación de los motivos de embalaje molecular (1D y 2D) en diferentes condiciones de crecimiento de los cristales.
• Fabricación de películas delgadas mediante tratamiento de soluciones y deposición al vacío.
• Pruebas de esfuerzo externo (calentamiento, vapor de disolvente) para estudiar la estabilidad del motivo.
• Fabricación del dispositivo y caracterización de la movilidad del portador y la estabilidad del transistor.

Principales resultados:

• C10-DNS-VW exhibe una solubilidad significativamente alta, lo que facilita los procesos de solución.
• El material puede formar motivos de embalaje 1D pilados o 2D (HB), dependiendo de las condiciones de crecimiento de los cristales.
• Las películas delgadas fabricadas mediante solución o deposición al vacío forman predominantemente el motivo 2D HB.
• Las pruebas de esfuerzo externas demuestran que los motivos 1D y 2D se pueden inducir equilibrando las interacciones intermoleculares.
• Las películas monocristalinas tratadas con solución lograron una movilidad de la portadora de hasta 11 cm^2 V^-1 s^-1 con un rendimiento estable del transistor en condiciones ambientales durante más de dos meses.

Conclusiones:

• C10-DNS-VW rompe con éxito la compensación entre la movilidad del portador y la solubilidad en semiconductores orgánicos.
• La capacidad del material para formar diferentes motivos de embalaje en condiciones controladas ofrece versatilidad en la fabricación de dispositivos.
• La alta movilidad y estabilidad del portador hacen de C10-DNS-VW un candidato prometedor para la electrónica orgánica procesada en solución.