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Innovación en transistores de ajuste rápido

A través de un proyecto financiado por la Unión Europea fue posible combinar moléculas orgánicas y fotocrómicas, abriendo el camino al desarrollo de transistores de efecto campo orgánicos ajustables (FET). Los resultados del proyecto brindan nuevas oportunidades para aplicaciones de detección y optoelectrónicas.
Innovación en transistores de ajuste rápido
Gracias a la electrónica orgánica se ha iniciado una nueva era en el campo de los materiales electrónicos. Así, ya se han utilizado semiconductores orgánicos en dispositivos de pantalla plana. Es posible combinar las moléculas orgánicas con otras moléculas para crear materiales híbridos que conservan las propiedades de ambos tipos de moléculas. En base a este fundamento, pueden construirse dispositivos electrónicos orgánicos que integran más de una función, adquiriendo así el material mucho valor.

El objetivo del proyecto financiado por la Unión Europea «Responsive field-effect transistors: A life-long training career development action» (RESPONSIVE) fue estudiar las interfaces hechas a medida entre las moléculas fotocromáticas y semiconductoras realizando combinaciones de las interfaces con electrodos metálicos, creando FET receptivos a la luz. Dado que las moléculas fotocromáticas afectan a la movilidad del conductor en el transistor, las mismas son fundamentales para la función de receptividad a la luz, pues activan y desactivan las cargas atrapadas.

RESPONSIVE demostró que la combinación de semiconductores orgánicos con moléculas fotocromáticas es una estrategia que podría aplicarse para fabricar transistores de ajuste óptico que conservan la elevada movilidad del conductor en el semiconductor.

Se combinaron las moléculas fotocromáticas, los diariletenos (DAE), como monocapas autoensambladas (SAM) en diferentes interfaces hasta alcanzar dispositivos cuya conductividad varía con la exposición a estímulos luminosos. Ambas interfaces planas y no planas se funcionalizaron con SAM receptivas para afectar al transporte de cargas en la capa semiconductora activa de derivados de fulerenos. Como los fulerenos son semiconductores de tipo n, el equipo de científicos demostró por primera vez la función de ajuste óptico en FET combinados de tipo n.

Gracias a las diferentes técnicas microscópicas y espectroscópicas utilizadas fue posible observar que las películas combinadas son amorfas, con dominios de moléculas orgánicas y fotocromáticas separadas en fases. La capacidad de las moléculas fotocromáticas de fotoisomerizarse en estas películas resultó ser fundamental para la eficiencia del ajuste de los dispositivos fotorreceptivos. Además, los científicos diseñaron un método para estudiar la eficiencia del ajuste de los DAE con moléculas orgánicas de diferentes tamaños.

Este sistema combinado de semiconductores orgánicos y moléculas fotocromáticas tiene gran aplicabilidad en elementos de memoria óptica y en sensores ópticos muy sensibles.

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Palabras clave

Fotocrómico, ajuste óptico, transistores de efecto campo, semiconductores orgánicos, sensores ópticos
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