Semicondutores são substâncias que possuem uma condutividade entre condutores e isolantes. Devido às suas propriedades únicas de condução de corrente apenas em condições específicas, eles podem ser controlados ou modificados para atender às nossas necessidades. Em nenhum lugar a aplicação de semicondutores é mais extensa ou importante do que em dispositivos elétricos e eletrônicos, como diodos, transistores, células solares, e circuitos integrados.

Os semicondutores podem ser feitos de materiais orgânicos (baseados em carbono) ou inorgânicos. Tendências recentes na pesquisa mostram que os cientistas estão optando por desenvolver mais semicondutores orgânicos, pois eles têm algumas vantagens claras sobre os semicondutores inorgânicos. Agora, cientistas, liderado pelo Prof Makoto Tadokoro da Universidade de Ciência de Tóquio, relatório sobre a síntese de uma nova substância orgânica com aplicações potenciais como um semicondutor do tipo n. Este estudo está publicado na revista Química Orgânica e Biomolecular . De acordo com o Prof Makoto Tadokoro, "dispositivos semicondutores orgânicos, ao contrário de dispositivos semicondutores inorgânicos duros, são muito macios e são úteis para criar dispositivos portáteis adesivos que cabem facilmente em uma pessoa. "No entanto, apesar das vantagens dos semicondutores orgânicos, existem muito poucas moléculas estáveis ​​conhecidas que possuem as propriedades físicas de semicondutores do tipo n, em comparação com semicondutores inorgânicos do tipo n.

A N-heteroheptacenequinona é um candidato potencial bem conhecido para materiais semicondutores do tipo n. Contudo, tem algumas desvantagens:é instável no ar e na luz UV-visível, e é insolúvel em solventes orgânicos. Essas desvantagens dificultam as aplicações práticas dessa substância como semicondutor.

Uma equipe de cientistas japoneses - Dr. Kyosuke Isoda (Faculdade de Engenharia e Design, Universidade Kagawa; ex-Tokyo University of Science), Sr. Mitsuru Matsuzaka (ex-Tokyo University of Science), Dr. Tomoaki Sugaya (Instituto de Tecnologia de Chiba, ex-Tokyo University of Science), e o Prof Tadokoro - com o objetivo de preencher essa lacuna, e identificou uma nova substância chamada C ⁶ OAHCQ, derivado de N-heteroheptacenequinona, que supera as desvantagens da N-heteroheptacenequinona.

Para obter esta substância, A N-heteroheptacenequinona foi submetida a um processo de quatro etapas de reações químicas envolvendo refluxo repetitivo, evaporação, recristalização, e aquecimento. O produto final alcançado foi C ⁶ OAHCQ, um sólido vermelho. C ⁶ OAHCQ tem uma estrutura cristalina quase plana única envolvendo dois "backbones" de tetraazanaftaceno e um de benzoquinona. Possui oito átomos de imino-N deficientes em elétrons e duas frações de carbonila.

Para confirmar suas propriedades eletroquímicas, C ⁶ OAHCQ foi submetido a uma série de testes, incluindo uma espectroscopia de absorção UV-visível no estado de solução, voltametria cíclica, e cálculo teórico do potencial eletrostático. Também foi comparado com um análogo da tetraazapentacenequinona.

Esses testes revelaram algumas propriedades únicas de C ⁶ OAHCQ. Os átomos de imino-N deficientes em elétrons e duas frações de carbonil em C ⁶ OAHCQ fornece um comportamento de aceitação de elétrons. Na verdade, o número de elétrons aceitos por C ⁶ OAHCQ é mais do que fulereno C ⁶⁰ , o que sugere melhor condutividade. A voltametria cíclica mostrou que C ⁶ OAHCQ exibiu quatro etapas reversíveis, ondas de redução de quatro elétrons, que indicou que C ⁶ OAHCQ é estável e tem bom potencial eletrostático; a espectroscopia UV-visível também mostrou sua estabilidade na luz UV-visível. C ⁶ OAHCQ também mostrou propriedades eletrocrômicas, que permitem sua aplicação potencial em muitas áreas especializadas, como o desenvolvimento de janelas inteligentes, espelhos eletrocrômicos, e dispositivos de exibição eletrocrômicos. C ⁶ OAHCQ também demonstrou ter excelente solubilidade em solventes orgânicos comuns. Verificou-se, de um modo geral, que era vantajoso e tinha propriedades melhoradas em comparação com o análogo de tetraazapentacenequinona.

A síntese de C orgânico ⁶ OAHCQ é um novo passo em frente na pesquisa de semicondutores, devido às suas propriedades distintas que o distinguem dos semicondutores orgânicos existentes. C ⁶ OAHCQ também é uma etapa revolucionária no cenário atual de pesquisa dominado por semicondutores inorgânicos. Prof Tadokoro e equipe afirmam a importância desta nova substância, afirmando, "a identificação deste esqueleto molecular aceitador orgânico que tem a propriedade de receber elétrons de maneira estável é muito importante, pois pode ser usado para desenvolver dispositivos moleculares com novas funcionalidades. Esses dispositivos são macios, ao contrário de dispositivos semicondutores inorgânicos duros, e pode ajudar a criar dispositivos portáteis. "