Transistores orgânicos baseados em cristais únicos de rubrene, um hidrocarboneto, pode quase dobrar a velocidade da eletricidade fluindo através deles quando um cristal é ligeiramente dobrado (tenso). Este comportamento útil não pode ser facilmente alcançado com semicondutores tradicionais feitos, por exemplo, de silício. As moléculas de rubrene são organizadas em um padrão de espinha (canto superior esquerdo), formando cristais moleculares semicondutores altamente ordenados que podem ser usados para criar transistores orgânicos de alto desempenho rígidos (canto superior direito) ou flexíveis (canto inferior esquerdo), com base em cristais únicos grossos ou ultrafinos, respectivamente. Um exemplo de um transistor rubrene independente é mostrado na ponta de um dedo (parte inferior direita). Crédito:Vitaly Podzorov / Rutgers University-New Brunswick
Semicondutores ligeiramente curvados feitos de materiais orgânicos podem praticamente dobrar a velocidade da eletricidade que flui através deles e podem beneficiar a eletrônica de próxima geração, como sensores e células solares, de acordo com a pesquisa liderada por Rutgers.
O estudo está publicado na revista Ciência Avançada .
"Se implementado em circuitos elétricos, tal aprimoramento - alcançado por meio de flexão muito leve - significaria um grande salto em direção à realização da próxima geração, eletrônica orgânica de alto desempenho, "disse o autor sênior Vitaly Podzorov, professor do Departamento de Física e Astronomia da Escola de Artes e Ciências da Rutgers University – New Brunswick.
Semicondutores incluem materiais que conduzem eletricidade e sua condutividade pode ser ajustada por diferentes estímulos externos, tornando-os essenciais para todos os eletrônicos. Semicondutores orgânicos são feitos de moléculas orgânicas (consistindo principalmente de átomos de carbono e hidrogênio) que formam a luz, cristais flexíveis chamados cristais moleculares de van der Waals. Esses novos materiais são bastante promissores para aplicações em optoeletrônica, que aproveitam a luz e incluem eletrônicos flexíveis e impressos, sensores e células solares. Semicondutores tradicionais feitos de silício ou germânio têm limitações, incluindo custo e rigidez.
Uma das características mais importantes dos semicondutores orgânicos e inorgânicos é a velocidade com que a eletricidade pode fluir pelos dispositivos eletrônicos. Graças ao progresso na última década, semicondutores orgânicos podem funcionar cerca de 10 vezes melhor do que os transistores de silício amorfo tradicionais. O ajuste de semicondutores dobrando-os é chamado de "engenharia de deformação, "o que abriria uma nova avenida de desenvolvimento na indústria de semicondutores se implementado com sucesso. Mas até agora, não houve resultados experimentais conclusivos sobre como dobrar semicondutores orgânicos, incluindo aqueles em transistores, pode afetar a velocidade do fluxo de eletricidade neles.
O estudo liderado por Rutgers relata a primeira dessas medições, e uma curvatura de 1 por cento em um transistor orgânico pode quase dobrar a velocidade dos elétrons que fluem através dele.
