p (PhysOrg.com) - Dispositivos eletrônicos não funcionam bem a menos que todos os transistores, ou interruptores, dentro deles, permitem que a corrente elétrica flua facilmente quando são ligados. Uma equipe de engenheiros determinou por que alguns transistores feitos de cristais orgânicos não funcionam bem, produzindo ideias sobre como fazê-los funcionar melhor. p Fornecendo uma visão sobre uma inconsistência frustrante no desempenho de eletrônicos feitos com materiais orgânicos, Os pesquisadores de Stanford mostraram que a forma como os limites entre os cristais individuais em um filme estão alinhados pode fazer uma diferença de 70 vezes na facilidade de corrente, ou cargas elétricas, pode se mover através de transistores.

p A pesquisa, o que pode ajudar os engenheiros a projetar melhores monitores digitais e outros dispositivos, foi publicado online em 8 de novembro na revista Materiais da Natureza .

p Os semicondutores orgânicos têm muito a oferecer na eletrônica. Eles são baratos e flexíveis, e o processo de produção é muito mais simples do que para os chips de silício tradicionais. Aplicativos como telas de computador, cartazes digitais ou revistas feitas de "papel eletrônico" têm sido possibilidades por mais de uma década, mas todo o seu potencial parece estar sempre ao virar da esquina. Um problema persistente é que o desempenho de um transistor para outro varia muito mais do que pode ser permitido em dispositivos comercialmente viáveis.

p "Você pode fazer um único dispositivo com alta mobilidade de carga, 'mas você realmente precisa fazer milhares deles, "disse Alberto Salleo, professor assistente de ciência de materiais e engenharia em Stanford e co-autor sênior do artigo. "A maioria dos grupos de pesquisa relata uma grande variação nessa mobilidade. O que fizemos aqui foi tentar entender o que causa a variação."

p Estudo sistemático

p O grupo de Salleo liderou uma equipe multidisciplinar de pesquisadores na realização de um estudo sistemático de um provável culpado do desempenho inconsistente do transistor em dispositivos policristalinos:os limites de "grão" entre os cristais. Acontece que as diferenças no alinhamento dos limites podem fazer com que o caminho que as cargas elétricas devem seguir através de um transistor pareça mais um avanço desarticulado pela segurança de um aeroporto do que uma corrida de velocistas.

p Para examinar o papel que o alinhamento de fronteira desempenha, o autor principal do artigo, estudante de graduação Jonathan Rivnay, cresceu cristais de um semicondutor orgânico chamado PDI8-CN2, sintetizado na Northwestern University e Polyera Corp., uma empresa de eletrônicos orgânicos, usando um processo que garante o alinhamento consistente de cristal a cristal em uma direção específica.

p Ele então fez transistores nos quais as cargas podiam fluir através das moléculas que estavam bem alinhadas umas com as outras, e outros onde as moléculas estavam desalinhadas ao longo dos limites do grão. O primeiro tipo de transistores teve um desempenho muito melhor. Ele foi além ao vincular as propriedades dessas fronteiras ao empacotamento molecular nos cristais.

p Além das medições elétricas diretas da equipe, os pesquisadores empregaram informações de cálculos teóricos extensos, feito pelo co-autor John E. Northrup no Centro de Pesquisa Xerox Palo Alto, e com a análise de raios-X liderada pelo co-autor Michael Toney na Stanford Synchrotron Radiation Lightsource.

p Pode influenciar a produção futura

p Rivnay disse que o trabalho da equipe pode influenciar fortemente como a eletrônica de cristal orgânico será feita no futuro.

p "O problema de compreender os defeitos em materiais eletrônicos orgânicos, incluindo limites de grãos, é muito importante para qualquer aplicação de dispositivo, "Rivnay disse." Com uma melhor compreensão do que acontece nesses limites, e como eles são prejudiciais, melhorias podem ser feitas no final da química, bem como no final do projeto e fabricação do processo. Desta forma, os dispositivos podem ser mais reproduzíveis e com melhor desempenho. "

p Outros autores foram os alunos de graduação de Stanford Leslie Jimison em Ciência e Engenharia de Materiais e Rodrigo Noriega em Física Aplicada; O químico Tobin Marks da Northwestern University; O pesquisador da Polyera Corp. Shaofeng Lu; e Antonio Facchetti, membro do corpo docente da Northwestern e Diretor de Tecnologia da Polyera. O financiamento veio de várias instituições federais dos EUA, incluindo os departamentos de Defesa e Energia e a National Science Foundation, bem como a King Abdullah University of Science and Technology na Arábia Saudita.

p Fornecido pela Stanford University (notícias:web)