p Os pesquisadores do SLAC e de Stanford desenvolveram um novo processo de impressão para eletrônicos de filme fino orgânico que resulta em filmes de qualidade surpreendentemente superior. p Por meio de inovações em um processo de impressão, pesquisadores fizeram grandes melhorias na eletrônica orgânica - uma tecnologia na demanda por produtos leves, células solares de baixo custo, visores eletrônicos flexíveis e sensores minúsculos. O método de impressão é rápido e funciona com uma variedade de materiais orgânicos para produzir semicondutores de qualidade surpreendentemente superior do que o que foi alcançado até agora com métodos semelhantes.

p A eletrônica orgânica é uma grande promessa para uma variedade de aplicações, mas mesmo os filmes da mais alta qualidade disponíveis hoje são insuficientes em quão bem conduzem a corrente elétrica. A equipe do Laboratório Nacional de Aceleração SLAC do Departamento de Energia dos EUA (DOE) e da Universidade de Stanford desenvolveram um processo de impressão que chamam de FLUÊNCIA - engenharia de cristal aprimorada por fluido - que para alguns materiais resulta em filmes finos capazes de conduzir eletricidade 10 vezes mais eficientemente do que aqueles criados usando métodos convencionais.

p "Melhor ainda, a maioria dos conceitos por trás do FLUENCE podem ser ampliados para atender aos requisitos da indústria, "disse Ying Diao, pesquisador de pós-doutorado no SLAC / Stanford e autor principal do estudo, que apareceu hoje em Materiais da Natureza .

p Stefan Mannsfeld, um físico de materiais do SLAC e um dos principais investigadores do experimento, disse que a chave era se concentrar na física do processo de impressão, e não na composição química do semicondutor. Diao projetou o processo para produzir tiras de grandes, cristais perfeitamente alinhados pelos quais a carga elétrica pode fluir facilmente, ao mesmo tempo que preserva os benefícios da estrutura de "rede tensionada" e da técnica de impressão de "cisalhamento de solução" anteriormente desenvolvida no laboratório do co-investigador principal de Mannsfeld, Professor Zhenan Bao, do Instituto Stanford de Materiais e Ciências da Energia, um instituto conjunto SLAC-Stanford.

p Para fazer o avanço, Diao se concentrou em controlar o fluxo do líquido no qual o material orgânico é dissolvido. "É uma peça vital do quebra-cabeça, "disse ela. Se o fluxo de tinta não distribuir uniformemente, como costuma acontecer durante a impressão rápida, os cristais semicondutores ficarão crivados de defeitos. "Mas neste campo há poucas pesquisas feitas sobre o controle do fluxo de fluidos."

p Diao projetou uma lâmina de impressão com minúsculos pilares embutidos que misturam a tinta para formar um filme uniforme. Ela também projetou uma maneira de contornar outro problema:a tendência dos cristais de se formarem aleatoriamente no substrato. Uma série de padrões químicos habilmente projetados no substrato suprime a formação de cristais indisciplinados que, de outra forma, sairiam do alinhamento com a direção de impressão. O resultado é um filme grande, cristais bem alinhados.

p Os estudos de raios-X dos semicondutores orgânicos do grupo no Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL) permitiram que eles inspecionassem seu progresso e continuassem a fazer melhorias, eventualmente mostrando cristais bem organizados pelo menos 10 vezes mais longos do que os cristais criados com outras técnicas baseadas em solução, e de uma perfeição estrutural muito maior.

p O grupo também repetiu o experimento usando um segundo material semicondutor orgânico com uma estrutura molecular significativamente diferente, e novamente eles viram uma melhora notável na qualidade do filme. Eles acreditam que este é um sinal de que as técnicas funcionarão em uma variedade de materiais.

p Os principais investigadores Bao e Mannsfeld dizem que o próximo passo para o grupo é definir a relação subjacente entre o material e o processo que possibilitou um resultado tão estelar. Tal descoberta pode fornecer um grau de controle sem precedentes sobre as propriedades eletrônicas dos filmes impressos, otimizando-os para os dispositivos que os usarão.

p "Isso pode levar a um avanço revolucionário na eletrônica orgânica, "Bao disse." Temos feito um excelente progresso, mas acho que estamos apenas arranhando a superfície. "