Circuitos de transistores eletrônicos impressos e visores nos quais a cor de pixels individuais pode ser alterada, são duas das muitas aplicações de pesquisas inovadoras no Laboratório de Eletrônica Orgânica, Linköping University. Novos resultados inovadores sobre esses tópicos foram publicados na prestigiosa revista científica Avanços da Ciência .

Os pesquisadores em eletrônica orgânica têm um material favorito para trabalhar:o polímero condutor PEDOT:PSS, que conduz elétrons e íons. Monitores e transistores fabricados com este polímero têm muitas vantagens, que incluem o fato de serem simples e baratos de fabricar, e o material em si não é perigoso. Tem, Contudo, tem sido difícil criar dispositivos que mudam rapidamente em uma voltagem específica, conhecido como "tensão limite". Isso dá que tem, até aqui, Tem sido difícil controlar o estado atual dos transistores ou o estado das cores dos monitores de maneira precisa.

"A falta de qualquer limite nas características de comutação redox de PEDOT:PSS dificulta a biestabilidade e a retificação, características que permitiriam o endereçamento passivo de matriz no display ou na funcionalidade de memória ", afirma Simone Fabiano, palestrante sênior do Laboratório de Eletrônica Orgânica, LOE, quem é o autor principal do artigo na Science Advances, junto com Negar Sani do instituto de pesquisa RISE Acreo.

Mais de cinco anos atrás, uma ideia selvagem surgiu no Laboratório de Eletrônica Orgânica:você poderia resolver esse problema combinando eletroquímica com ferroeletricidade? Os materiais ferroelétricos consistem em dipolos. Uma extremidade de um dipolo tem uma carga positiva e a outra uma carga negativa, e esses dipolos "ferroelétricos" giram quando são expostos a um campo elétrico além de um limite específico.

O chefe do laboratório, o professor Magnus Berggren, não poderia deixar essa ideia descansar, e quando ele recebeu uma bolsa de pesquisa da Fundação Knut e Alice Wallenberg em dezembro de 2012 para usar livremente, este foi um dos projetos de alto risco em que ele escolheu investir.

"Chamamos a pesquisa, em seguida, pesquisa vertiginosa, e aqui está um resultado. Nossa demonstração prova que pesquisas de ponta geralmente levam muito tempo e requerem considerável paciência. Simone Fabiano fez um trabalho tremendo aqui, e se recusou a desistir quando outros duvidaram, "diz Magnus Berggren.

Depois de muitos anos de experimentos tenazes, Simone Fabiano e seus colegas do Laboratório de Eletrônica Orgânica conseguiram aplicar uma fina camada de um material ferroelétrico em um eletrodo em dispositivos e circuitos eletroquímicos orgânicos.

"A espessura da camada determina a voltagem na qual o circuito muda ou a tela muda de cor. Os transistores não são mais necessários nas telas:podemos controlá-los pixel a pixel simplesmente por meio de uma fina camada ferroelétrica no eletrodo, "diz Simone Fabiano.

O grupo de pesquisa LOE mostra no artigo que "ferroeletroquímica", a combinação de ferroeletricidade e eletroquímica, pode ser usado em displays na área de eletrônica impressa e em transistores orgânicos. Os cientistas imaginam, Contudo, muitas outras áreas de aplicação.

"Componentes ferroeletroquímicos podem ser facilmente integrados em matrizes de memória e em aplicações bioeletrônicas, apenas para dar alguns exemplos, "diz Simone Fabiano.

A tecnologia agora está protegida por patentes.

"O campo da ferroeletroquímica realmente não existe, mas obtivemos sucesso usando esta combinação, “Magnus Berggren conclui.