Nuances sintéticas para maximizar el rendimiento de los transistores electroquímicos orgánicos de tipo n y el rendimiento termoeléctrico en polímeros de lactam fundidos

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química de los polímeros
• Productos electrónicos orgánicos

Sus antecedentes:

• El desarrollo de semiconductores orgánicos de tipo n de alto rendimiento es crucial para el avance de la electrónica orgánica.
• Los conductores iónico-electrónicos mixtos orgánicos (OMIEC) son esenciales para aplicaciones como los transistores electroquímicos orgánicos (OECT) y los dispositivos termoeléctricos orgánicos (OTE).
• Los materiales de tipo n existentes a menudo se enfrentan a limitaciones en el rendimiento y la escalabilidad.

Objetivo del estudio:

• Síntesis y caracterización de una serie de polímeros de conducción mixta de tipo n totalmente fundidos, p(gNCN).
• Evaluar el rendimiento de estos polímeros en los transistores electroquímicos orgánicos (OECT) y como materiales termoeléctricos orgánicos (OTE).
• Establecer directrices de diseño molecular para optimizar el rendimiento tanto en aplicaciones OECT como OTE.

Principales métodos:

• Síntesis de polímeros p ((gNCN) a través de una policondensación de aldol sin metales preciosos y no tóxica.
• Fabricación y ensayo de OECT utilizando los polímeros sintetizados como materiales de canal.
• Dopaje en solución de polímeros con N-DMBI y medición de las propiedades termoeléctricas.

Principales resultados:

• Se logró un rendimiento OECT de tipo n de última generación con movilidad de electrones de hasta 1,20 × 10−2 cm2 V−1 s−1 y μC* de 1,83 F cm−1 V−1 s−1.
• Se ha demostrado un alto rendimiento termoeléctrico con una conductividad eléctrica máxima de 7,67 S cm-1 y un factor de potencia de 10,4 μW m-1 K-2 después del dopaje.
• Demostró que el diseño molecular para OECT puede traducirse en un alto rendimiento OTE en polímeros de tipo n.

Conclusiones:

• Los polímeros de polilactamo fundido sintetizados muestran un excelente rendimiento tanto en aplicaciones OECT como OTE.
• La variación sistemática de las cadenas laterales de alquilo influye en las propiedades del material y el rendimiento del dispositivo.
• Este estudio proporciona información valiosa para el diseño de la próxima generación de OMIEC de tipo n para diversas aplicaciones electrónicas.