Los semiconductores son sustancias que tienen una conductividad entre conductores y aislantes. Debido a sus propiedades únicas de conducir corriente solo en condiciones específicas, pueden ser controlados o modificados para adaptarse a nuestras necesidades. En ninguna parte la aplicación de semiconductores es más extensa o importante que en dispositivos eléctricos y electrónicos, como diodos, transistores, células solares, y circuitos integrados.

Los semiconductores pueden estar hechos de materiales orgánicos (a base de carbono) o inorgánicos. Las tendencias recientes en la investigación muestran que los científicos están optando por desarrollar semiconductores más orgánicos, ya que tienen algunas ventajas claras sobre los semiconductores inorgánicos. Ahora, científicos, dirigido por el profesor Makoto Tadokoro de la Universidad de Ciencias de Tokio, informe sobre la síntesis de una sustancia orgánica novedosa con aplicaciones potenciales como semiconductor de tipo n. Este estudio se publica en la revista Química orgánica y biomolecular . Según el profesor Makoto Tadokoro, "dispositivos semiconductores orgánicos, a diferencia de los dispositivos semiconductores inorgánicos duros, son muy suaves y útiles para crear dispositivos portátiles adhesivos que pueden caber fácilmente en una persona ". a pesar de las ventajas de los semiconductores orgánicos, hay muy pocas moléculas estables conocidas que tengan las propiedades físicas de los semiconductores de tipo n, en comparación con los semiconductores inorgánicos de tipo n.

N-heteroheptacenequinone es un candidato potencial bien conocido para materiales semiconductores de tipo n. Sin embargo, tiene algunos inconvenientes:es inestable en el aire y la luz ultravioleta visible, y es insoluble en disolventes orgánicos. Estas desventajas obstaculizan las aplicaciones prácticas de esta sustancia como semiconductor.

Un equipo de científicos japoneses, el Dr. Kyosuke Isoda (Facultad de Ingeniería y Diseño, Universidad de Kagawa; ex-Universidad de Ciencias de Tokio), Sr. Mitsuru Matsuzaka (ex-Universidad de Ciencias de Tokio), Dr. Tomoaki Sugaya (Instituto de Tecnología de Chiba, ex-Universidad de Ciencias de Tokio), y el profesor Tadokoro, con el objetivo de cerrar esta brecha, e identificó una sustancia nueva llamada C ⁶ OAHCQ, derivado de N-heteroheptacenequinona, que supera los inconvenientes de la N-heteroheptacenoquinona.

Para obtener esta sustancia, La N-heteroheptacenoquinona se sometió a un proceso de cuatro pasos de reacciones químicas que implican reflujo repetitivo, evaporación, recristalización, y calefacción. El producto final logrado fue C ⁶ OAHCQ, un sólido rojo. C ⁶ OAHCQ tiene una estructura cristalina casi plana única que incluye dos "cadenas principales" de tetraazanaftaceno y una cadena principal de benzoquinona. Tiene ocho átomos de imino-N deficientes en electrones y dos restos carbonilo.

Para confirmar sus propiedades electroquímicas, C ⁶ OAHCQ se hizo para someterse a una serie de pruebas que incluyen una espectroscopia de absorción UV-visible en el estado de solución, voltametría cíclica, y cálculo teórico del potencial electrostático. También se comparó con un análogo de tetraazapentacenoquinona.

Estas pruebas revelaron algunas propiedades únicas de C ⁶ OAHCQ. Los átomos de imino-N deficientes en electrones y dos restos carbonilo en C ⁶ OAHCQ le proporciona un comportamiento de aceptación de electrones. De hecho, el número de electrones aceptados por C ⁶ OAHCQ es más que eso por fullereno C ⁶⁰ , lo que sugiere una conductividad mejorada. La voltamperometría cíclica mostró que C ⁶ OAHCQ exhibió cuatro pasos reversibles, ondas de reducción de cuatro electrones, que indicó que C ⁶ OAHCQ es estable y tiene un buen potencial electrostático; la espectroscopía UV-visible también mostró su estabilidad en luz UV-visible. C ⁶ OAHCQ también mostró propiedades electrocrómicas, que permiten su aplicación potencial en muchas áreas especializadas, como el desarrollo de ventanas inteligentes, espejos electrocrómicos, y dispositivos de visualización electrocrómicos. C ⁶ También se encontró que OAHCQ tiene una excelente solubilidad en solventes orgánicos comunes. En general, se encontró que era ventajoso y tenía propiedades mejoradas en comparación con el análogo de tetraazapentacenoquinona.

La síntesis de C orgánico ⁶ OAHCQ es un nuevo paso adelante en la investigación de semiconductores, debido a sus propiedades distintivas que lo distinguen de los semiconductores orgánicos existentes. C ⁶ OAHCQ es también un paso revolucionario en el escenario de investigación actual dominado por semiconductores inorgánicos. El profesor Tadokoro y su equipo afirman la importancia de esta sustancia novedosa, declarando, "La identificación de este esqueleto molecular aceptor orgánico que tiene la propiedad de recibir electrones de manera estable es muy importante, ya que se puede utilizar para desarrollar dispositivos moleculares con nueva funcionalidad. Estos dispositivos son suaves, a diferencia de los dispositivos semiconductores inorgánicos duros, y puede ayudar a crear dispositivos portátiles ".