Un grupo de investigadores de Skoltech, el Instituto de Problemas de Física Química de RAS, y N.D. Instituto Zelinsky de Química Orgánica de RAS, dirigido por el profesor de Skoltech P.A. Troshin, ha descubierto una relación entre la estructura de las moléculas fotocrómicas y las características eléctricas de los dispositivos de memoria construidos con estos compuestos. Sus hallazgos abren nuevas oportunidades para el diseño racional de nuevos materiales funcionales para la electrónica orgánica. Los resultados de su estudio se publicaron en la Revista de Química de Materiales C y aparece en su portada.

La electrónica orgánica se ha desarrollado a un ritmo vertiginoso durante la última década:circuitos electrónicos flexibles de película delgada, sensores, muestra, convertidores de luz solar y baterías, Los LED y otros componentes ya han encontrado aplicaciones valiosas en el embalaje de productos, ropa, piel electrónica, robótica y prótesis. Un mayor avance de la electrónica orgánica podría resultar en la creación de una interfaz funcional entre la electrónica clásica de estado sólido y los sujetos vivos. Se cree que el concepto de Smart Healthcare que permite el monitoreo continuo de las estadísticas vitales y su ajuste oportuno en respuesta a los primeros signos de una enfermedad tiene un impacto revolucionario en la atención médica. que se centrará en la prevención más que en el tratamiento en etapa tardía de una enfermedad.

Las aplicaciones prácticas de la electrónica orgánica requieren que todos sus componentes funcionales, incluyendo elementos orgánicos de memoria, están completamente desarrollados. Desde esta perspectiva, de particular interés son los compuestos fotocrómicos, cuyas moléculas son células de memoria de un solo bit que sufren isomerización reversible entre dos estados cuasi-estables cuando se exponen a la luz. Desafortunadamente, la actual falta de capacidad técnica hace que sea casi imposible cambiar de manera confiable una sola molécula y registrar su estado. Esto significa que las moléculas fotocrómicas deben integrarse en sistemas más complejos y más grandes, donde la transición de un estado a otro producirá una respuesta que se puede capturar, por ejemplo, como señal eléctrica.

Más temprano, El equipo del profesor Troshin desarrolló la estructura de transistores orgánicos de efecto de campo con una capa fotocromática fotosensible, y demostró conmutación optoeléctrica entre múltiples estados eléctricos. Sin embargo, el efecto de la estructura y las propiedades del material fotocrómico sobre las características eléctricas del dispositivo no ha sido claro hasta ahora. En su estudio reciente, los investigadores de Skoltech, el Instituto de Problemas de Física Química, RAS, y N.D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry, RAS, han logrado identificar las relaciones entre la estructura de los materiales fotocrómicos y su desempeño eléctrico en los dispositivos.

"Estudiamos tres materiales fotocrómicos diferentes de estructura similar en elementos de memoria óptica basados ​​en transistores de efecto de campo orgánico y encontramos algunos patrones significativos después de un análisis detallado de las características, como la velocidad de conmutación y la amplitud, ancho de la ventana de memoria, y estabilidad operativa en el modo de escritura-lectura-borrado de múltiples datos. Demostramos que tener un grupo carbonilo en el resto del puente de dihetarileteno fotocrómico facilita el cambio, al tiempo que reduce la estabilidad de los estados inducidos. A diferencia de, un compuesto fotocrómico con un puente de propileno no sustituido y una ventana de memoria relativamente estrecha asegura una conmutación confiable y estabilidad del dispositivo a largo plazo. Las correlaciones que encontramos entre la estructura molecular de los compuestos fotocrómicos y las características eléctricas de los dispositivos fabricados con estos materiales proporcionan una base sólida para el desarrollo racional de una nueva generación de materiales para elementos de memoria orgánicos y fotodetectores. ", dice el primer autor del estudio Dolgor Dashitsyrenova.