22/12/2011 - Améliorer la conductivité des semi-conducteurs organiques

Menéame

Une équipe de chercheurs de l’Université de Stanford a emballé des molécules, par une nouvelle technique, à plus du double de la vitesse à laquelle la charge électrique peut se déplacer à travers le matériau semi-fini.

Comme l’ont souligné les experts, les semi-conducteurs organiques pourraient marquer le début de l’ère des smartphones pliants, de nouveaux écrans haute définition et des vêtements fabriqués à partir de matériaux qui peuvent profiter de l’énergie du soleil pour charger différents appareils. Cependant, le plus grand inconvénient à ce jour est que les semi-conducteurs organiques ne conduisent pas très bien l’électricité.

Dans un article publié dans la revue " Nature ," des chercheurs de Stanford, dirigés par l’ingénieur chimique Zhenan Bao, décrivent comment la capacité des électrons à se déplacer à travers les semi-conducteurs organiques a été améliorée. Le secret est d’emballer les molécules pendant que les cristaux des semi-conducteurs sont formés (entré tendu).

Bao et ses collaborateurs ont plus que doublé le record de la conductivité électrique d’un semi-conducteurs organique. "Les intrus tendus ne sont pas un secret. Nous connaissons ses propriétés depuis des décennies, et elles sont utilisées dans les puces de silicium des ordinateurs actuels; cependant, jusqu'à présent, personne n’a réussi à créer un réseau tendue et stable de semi-conducteurs organiques à très courte distance entre les molécules," explique Bao.

Dans le passé, les ingénieurs ont essayé de comprimer les entrailles de ces matériaux synthétiquement, produisant les cristaux sous une forte pression. Cependant, dès que la pression est libérée, le verre ne revient qu’à son état naturel.

L’équipe de Bao a utilisé une technique similaire à un processus de revêtement bien connu dans l’industrie des semi-conducteurs; en plaçant une fine couche liquide de semi-conducteurs entre deux plaques de métal, la plaque inférieure est chauffée et la plaque supérieure flotte sur le liquide, glissant à travers elle, ainsi, à mesure que la plaque supérieure se déplace, la solution est exposée à un solvant vaporisé et, chauffés par la plaque inférieure, les cristaux forment un mince film.

Les ingénieurs ont alors pu manipuler la vitesse à laquelle se déplace la plaque supérieure, l’épaisseur de la couche, la température de la plaque inférieure, et d’autres facteurs d’ingénierie pour obtenir des résultats optimaux.

Les cristaux forment différentes structures selon la vitesse à laquelle se déplace la plaque supérieure. Ces différences sont évidentes dans les photos; à basse vitesse, les cristaux forment des structures longues et droites, à des vitesses plus élevées, les cristaux constituent des modèles extrêmement irréguliers, et à d’autres vitesses, les modèles ressemblent à de petits flocons de neige. Les ingénieurs ont observé que la conductivité électrique optimale est obtenue lorsque la plaque supérieure est déplacée à 2,8 millimètres par seconde.

Selon le docteur Stefan Mannsfeld, scientifique de l’équipe de l’Université de Stanford et expert en radios, "notre analyse a permis non seulement de voir l’impact de la tension sur la géométrie du réseau, mais aussi de déterminer la forme exacte du paquet de molécules."

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