La electrónica orgánica, también conocida como electrónica plástica, implica el uso de materiales orgánicos (compuestos a base de carbono) en dispositivos electrónicos. Un desafío importante en la electrónica orgánica es crear contactos eléctricos estables y eficientes entre semiconductores orgánicos y electrodos metálicos. Aquí hay dos enfoques principales para lograr esto:
1. Contactos óhmicos:
- Los contactos óhmicos se caracterizan por una relación lineal entre corriente y voltaje, lo que indica una baja resistencia en la interfaz.
- Para lograr contactos óhmicos con semiconductores orgánicos, la función de trabajo del electrodo metálico (diferencia de energía entre el nivel de Fermi y el nivel de vacío) debe coincidir con la energía de ionización del material orgánico (energía requerida para eliminar un electrón del orbital molecular ocupado más alto). ).
- Para este fin se utilizan habitualmente metales con funciones de trabajo adecuadas, como el oro, la plata o el óxido de indio y estaño (ITO).
- Se pueden introducir tratamientos superficiales o capas intermedias delgadas, como monocapas autoensambladas u óxidos metálicos, para mejorar la resistencia al contacto.
2. Contactos de Schottky:
- Los contactos Schottky se forman cuando un metal con una función de trabajo superior se deposita sobre un semiconductor orgánico, lo que da como resultado una relación corriente-voltaje rectificadora (no lineal).
- En la interfaz, los electrones del material orgánico se transfieren al metal, creando una región de agotamiento y una barrera de potencial incorporada.
- Esta barrera permite la formación de diodos Schottky y transistores.
- Para controlar la altura de la barrera Schottky y mejorar el rendimiento del dispositivo, se pueden incorporar capas interfaciales o dopantes.
Técnicas adicionales:
Más allá de estos enfoques fundamentales, aquí hay algunas técnicas adicionales utilizadas para mejorar el contacto entre los compuestos de carbono y el metal en la electrónica orgánica:
- Metalización: Tratar superficies orgánicas con precursores metálicos y someterlas a recocido térmico puede mejorar la unión de metal a orgánico y formar contactos más robustos.
- Tratamientos con plasma: La exposición de superficies orgánicas al plasma puede modificar la química de la superficie, facilitando una mejor adhesión del metal.
- Promotores de Adhesión: El uso de capas que promueven la adhesión, como el poli(3,4-etilendioxitiofeno)poliestireno sulfonato (PEDOT:PSS), puede proporcionar una fuerte unión mecánica entre el semiconductor orgánico y el metal.
- Dopaje: La introducción de dopantes, como metales alcalinos o haluros metálicos, en el semiconductor orgánico puede modificar sus propiedades electrónicas y mejorar la inyección de carga.
- Nanoestructuración: La creación de nanoestructuras, como nanocristales o nanocables, puede aumentar el área de contacto entre el semiconductor orgánico y el metal, reduciendo la resistencia.
Conclusión:
Realizar contactos eléctricos confiables entre compuestos de carbono y metales es fundamental para el avance de la electrónica orgánica. Seleccionando cuidadosamente los materiales, optimizando las funciones de trabajo y empleando diversos tratamientos de superficie, se puede lograr una inyección y un transporte de carga eficientes. Estos enfoques permiten la fabricación de dispositivos electrónicos orgánicos de alto rendimiento, como células solares, diodos emisores de luz y transistores. La investigación en curso continúa explorando métodos innovadores para mejorar las propiedades de contacto y desbloquear todo el potencial de los materiales electrónicos orgánicos.
