Encontrar os melhores materiais para a eletrônica de amanhã é o objetivo do professor Emanuele Orgiu, do Institut national de la recherche scientifique (INRS). Entre os materiais nos quais o professor Orgiu está interessado estão alguns feitos de moléculas que podem conduzir eletricidade. Ele demonstrou o papel desempenhado pelas vibrações moleculares na condutividade eletrônica em cristais de tais materiais. Essas descobertas têm aplicações em eletrônica, armazenamento de energia e informação. O estudo, realizado em colaboração com uma equipe do INRS e da Universidade de Estrasburgo (França), foi publicado em Materiais avançados .

Os cientistas estavam interessados ​​em observar a relação entre a estrutura dos materiais e sua capacidade de conduzir eletricidade. Para este fim, eles mediram a velocidade de propagação dos elétrons nos cristais formados por essas moléculas. Em seu estudo, os autores compararam dois derivados de perileno diimida, que são moléculas semicondutoras de interesse devido ao seu uso em dispositivos flexíveis, roupas inteligentes ou eletrônicos dobráveis. Os dois compostos incluídos no estudo têm estrutura química semelhante, mas apresentam propriedades de condução muito diferentes.

O grupo de pesquisa conseguiu estabelecer que as diferentes vibrações moleculares que compõem o material são responsáveis ​​pelos diferentes comportamentos elétricos observados nos dispositivos. "Para que uma corrente flua através de um material, os elétrons devem 'pular' de uma molécula para a vizinha. Dependendo do nível de movimento das moléculas, que depende da amplitude e energia das vibrações relacionadas (chamadas fônons), os elétrons podem se mover mais ou menos facilmente através do material, "explica o professor Orgiu, cuja equipe de pesquisa é a primeira a demonstrar quais vibrações têm maior influência no fluxo de elétrons.

Um projeto molecular ad hoc para tornar a viagem dos elétrons mais rápida

Essa descoberta abre caminho para o desenvolvimento de materiais ainda mais eficientes para a eletrônica. "Ao saber que tipo de vibração permite que as cargas se movam com mais facilidade, estamos fornecendo aos químicos uma fórmula para sintetizar os materiais certos, ao invés de entrar às cegas, "explica Marc-Antoine Stoeckel. Esta pesquisa abre novas aplicações que não poderiam ser imaginadas com o silício, o material mais usado em eletrônica, incluindo computadores.

O Professor Orgiu colaborou com o Professor Luca Razzari do INRS para medir as vibrações das moléculas. Os dois pesquisadores agora estão trabalhando em uma nova técnica espectroscópica que lhes permitiria visualizar as vibrações quando os elétrons estão presentes. Isso permitirá que eles vejam se as cargas afetam as vibrações moleculares.