Copolimeri a blocchi per transistor a elevate prestazioni
L’utilizzo di materiali polimerici rappresenta una tecnica innovativa e a basso costo per produrre strutture con lunghezze su scala nanoscopica. Esso implica un semplice mescolamento in una soluzione adatta. Con i copolimeri a blocchi, è possibile prendere due o più monomeri che sono chimicamente differenti e unirli in una catena; il sistema quindi si autoassemblerà su scala nanometrica. La capacità di autoassemblaggio dei componenti in una maniera controllata rappresenta la pietra angolare di questo approccio. Nell’ambito di XLIM (Well-defined conjugated block copolymer nanofibers and their applications in photovoltaic devices), gli scienziati hanno sintetizzato copolimeri a blocchi contenenti poli(3-esiltiofene) (P3HT) per preparare complessi oggetti funzionali su scala nanoscopica mediante trattamento a basso costo della soluzione. Ma, cosa più importante, si è scoperto che i copolimeri a blocchi sono conduttivi, e sono perciò adatti per l’utilizzo in dispositivi elettronici. Il team del progetto ha usato una metodologia di sintesi per produrre copolimeri a blocchi formati da due differenti segmenti coniugati. Una volta autoassemblati, questi due blocchi con proprietà differenti hanno reso possibile la formazione di strutture ordinate sotto forma di micelle cilindriche con un nucleo cristallino. Usando il metodo di autoassemblaggio guidato dalla cristallizzazione, gli scienziati hanno controllato in modo efficace la loro lunghezza, che spaziava da poche decine fino a oltre 800 nanometri. Queste micelle cilindriche sono state quindi incorporate con successo nello strato attivo semiconduttore dei transistor a effetto di campo. Una scoperta degna di nota è stata che la lunghezza del cilindro influenza la mobilità del portatore di carica e quindi le prestazioni del transistor. Usando un approccio modificato, gli scienziati hanno anche riferito la sintesi di un copolimero a tre blocchi. I polimeri semiconduttori sono particolarmente importanti per l’industria elettronica. La personalizzazione della lunghezza dei copolimeri può far autoassemblare questi materiali in schemi complessi che possono servire da modelli per incidere circuiti su scala nanoscopica nei transistor. Questo approccio può essere usato per creare le parti sempre più piccole e dense nei transistor.
Parole chiave
Copolimeri a blocchi, strutture su scala nanoscopica, autoassemblaggio, transistor a effetto di campo
