Llega la nueva generación de dispositivos optoelectrónicos
Hoy en día, los semiconductores inorgánicos son los que más se usan para fabricar dispositivos optoelectrónicos, pero los costes de fabricación cada vez son mayores debido a los complicados métodos de procesamiento. Por su parte, los semiconductores orgánicos, como los polímeros conjugados, son más sencillos de fabricar; no obstante, su aplicación está más limitada porque la calidad actual de su funcionamiento no es satisfactoria. Para resolver este problema, el proyecto DISCEL estudió de forma exhaustiva los materiales discóticos funcionales de cristalino líquido para sustituir a los polímeros conjugados. Los materiales de cristalino líquido se consideran semiconductores orgánicos autoacoplables con un rendimiento superior. El proyecto no solo se centró en la síntesis y la optimización de las condiciones de procesamiento, sino también en la determinación de sus principales parámetros físicos. Tras realizar pruebas de conductividad de microondas con resolución temporal por radiolisis de pulso en materiales de clase p y de clase n, se descubrió que la mayoría de los materiales utilizados presentaba una gran movilidad de los portadores de cargas. Por ello, los derivados de hexaclorobenceno (HBC) permiten el transporte rápido de cargas en temperaturas ambiente. Al contrario de lo que se pensaba, no se demostró con claridad que la quiralidad de las cadenas de alquilo diversificadas afecte positivamente a la movilidad, mientras que la pureza sí lo hace. Frente a los de tipo p, los componentes de tipo n presentaron una menor movilidad para los HBC. También se evaluó la separación de cargas por fotoinducción en películas revestidas por rotación y finas de combinaciones formadas por un derivado de PEDI (perylenediimide) y dos HBC diferentes, haciendo uso de la conductividad de microondas con resolución temporal por fotolisis. En longitudes de onda larga, cuando se produce la absorción en las regiones de los compuestos en las que los HBC y los PEDI están en contacto, tiene lugar la separación de cargas directa por fotoinducción. Cuanto mayor es la intensidad luminosa en la separación de cargas directa por fotoinducción, más bajo es el rendimiento de la separación de cargas. El proyecto DISCEL fabricó y evaluó también tres tipos diferentes de aparatos electrónicos con semiconductores discóticos de cristalino líquido. El primero de ellos está compuesto por diodos fotovoltaicos (PVD) que se pueden usar en células solares, como los cargadores de baterías de los dispositivos inalámbricos o los paneles flexibles en aplicaciones de invernaderos o de construcción. El segundo son los diodos que emiten luz (LED), dirigidos a su uso en visualizadores de todos los tamaños. El tercer tipo consiste en transistores de efecto campo (FET) que se pueden utilizar en los microcircuitos desechables usados en los mercados y en la industria de la atención sanitaria.
