Um grupo de pesquisadores da Skoltech, o Instituto de Problemas de Física Química da RAS, e Instituto N.D. Zelinsky de Química Orgânica de RAS, liderado pelo Skoltech Professor P.A. Troshin, descobriu uma relação entre a estrutura das moléculas fotocrômicas e as características elétricas dos dispositivos de memória construídos com esses compostos. Suas descobertas abrem novas oportunidades para o design racional de novos materiais funcionais para a eletrônica orgânica. Os resultados de seu estudo foram publicados no Journal of Materials Chemistry C e apresentado em sua página de capa.

A eletrônica orgânica tem se desenvolvido em um ritmo alucinante na última década:circuitos eletrônicos de película fina flexível, sensores, monitores, conversores de luz solar e baterias, LEDs e outros componentes já encontraram aplicações valiosas em embalagens de produtos, roupas, pele eletronica, robótica e próteses. Avanços adicionais da eletrônica orgânica podem resultar na criação de uma interface funcional entre a eletrônica clássica de estado sólido e temas vivos. Acredita-se que o conceito Smart Healthcare, que permite o monitoramento contínuo das estatísticas vitais e seu ajuste oportuno em resposta aos primeiros sinais de uma doença, tem um impacto revolucionário na saúde, que se concentrará na prevenção ao invés do tratamento em estágio final de uma doença.

As aplicações práticas da eletrônica orgânica requerem que todos os seus componentes funcionais, incluindo elementos de memória orgânicos, estão totalmente desenvolvidos. Desta perspectiva, de particular interesse são os compostos fotocrômicos, cujas moléculas são células de memória de um único bit que sofrem isomerização reversível entre dois estados quase estáveis ​​quando expostas à luz. Infelizmente, a atual falta de capacidade técnica torna quase impossível alternar com segurança uma única molécula e registrar seu estado. Isso significa que as moléculas fotocrômicas precisam ser integradas em sistemas mais complexos e maiores, onde a transição de um estado para outro irá produzir uma resposta que pode ser capturada, por exemplo, como sinal elétrico.

Mais cedo, A equipe do professor Troshin desenvolveu a estrutura de transistores de efeito de campo orgânico com uma camada fotocrômica fotossensível, e demonstrou comutação optolétrica entre vários estados elétricos. Contudo, o efeito da estrutura e propriedades do material fotocrômico nas características elétricas do dispositivo não estava claro até agora. Em seu estudo recente, os pesquisadores da Skoltech, o Instituto de Problemas de Física Química, RAS, e N.D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry, RAS, conseguiram identificar as relações entre a estrutura de materiais fotocrômicos e seu desempenho elétrico em dispositivos.

"Nós estudamos três materiais fotocrômicos diferentes de estrutura semelhante em elementos de memória óptica com base em transistores de efeito de campo orgânico e encontramos alguns padrões significativos após uma análise detalhada das características, como a velocidade e amplitude de comutação, largura da janela de memória, e estabilidade operacional no modo de gravação-leitura-apagamento de múltiplos dados. Mostramos que ter um grupo carbonila na fração da ponte dihetarylethene fotocrômica torna a troca mais fácil, enquanto reduz a estabilidade dos estados induzidos. Em contraste, um composto fotocrômico com uma ponte de propileno não substituída e uma janela de memória relativamente estreita garante a comutação confiável e a estabilidade do dispositivo a longo prazo. As correlações que encontramos entre a estrutura molecular dos compostos fotocrômicos e as características elétricas dos dispositivos feitos com esses materiais fornecem uma base sólida para o desenvolvimento racional de uma nova geração de materiais para elementos de memória orgânica e fotodetectores. "diz o primeiro autor do estudo Dolgor Dashitsyrenova.