Encontrar los mejores materiales para la electrónica del mañana es el objetivo del profesor Emanuele Orgiu del Institut national de la recherche scientifique (INRS). Entre los materiales en los que está interesado el profesor Orgiu se encuentran algunos hechos de moléculas que pueden conducir electricidad. Ha demostrado el papel que juegan las vibraciones moleculares en la conductividad electrónica en cristales de tales materiales. Estos hallazgos tienen aplicaciones en electrónica, almacenamiento de energía e información. El estudio, realizado en colaboración con un equipo del INRS y la Universidad de Estrasburgo (Francia), fue publicado en Materiales avanzados .

Los científicos estaban interesados ​​en observar la relación entre la estructura de los materiales y su capacidad para conducir la electricidad. Para tal fin, midieron la velocidad de propagación de los electrones en los cristales formados por estas moléculas. En su estudio, los autores compararon dos derivados de diimida de perileno, que son moléculas semiconductoras de interés por su uso en dispositivos flexibles, ropa elegante o electrónica plegable. Los dos compuestos incluidos en el estudio tienen una estructura química similar pero presentan propiedades de conducción muy diferentes.

El grupo de investigación pudo establecer que las diferentes vibraciones moleculares que componen el material eran las responsables del diferente comportamiento eléctrico observado en los dispositivos. "Para que una corriente fluya a través de un material, los electrones deben "saltar" de una molécula a la vecina. Dependiendo del nivel de movimiento de las moléculas, que depende de la amplitud y energía de las vibraciones relacionadas (llamadas fonones), los electrones pueden moverse más o menos fácilmente a través del material, "explica el profesor Orgiu, cuyo equipo de investigación es el primero en demostrar qué vibraciones tienen la mayor influencia en los flujos de electrones.

Un diseño molecular ad hoc para hacer que los electrones viajen más rápido

Este avance allana el camino para el desarrollo de materiales aún más eficientes para la electrónica. "Al saber qué tipo de vibraciones permite que las cargas se muevan más fácilmente, proporcionamos a los químicos una fórmula para sintetizar los materiales adecuados, en lugar de entrar a ciegas, "explica Marc-Antoine Stoeckel. Esta investigación abre nuevas aplicaciones que no podrían concebirse con el silicio, el material más utilizado en electrónica, incluyendo computadoras.

El profesor Orgiu colaboró ​​con el profesor del INRS Luca Razzari para medir las vibraciones de las moléculas. Los dos investigadores ahora están trabajando en una nueva técnica espectroscópica que les permitiría visualizar las vibraciones cuando hay electrones presentes. Esto les permitirá ver si las cargas afectan las vibraciones moleculares.