(Phys.org) —Los investigadores pueden haber encontrado un "punto óptimo" para la electrónica orgánica al fabricar un nuevo material de nanorred de mezcla de polímeros semiconductores 2D que simultáneamente logra una excelente movilidad de carga. alta flexibilidad, y casi el 100% de transparencia óptica, una combinación de propiedades que hasta ahora ha sido esquiva para los materiales semiconductores. Según los investigadores, la nanorred es la primera verdaderamente incolora, material semiconductor flexible, como lo demuestra la fabricación de transistores de efecto de campo con LED integrados.

Los investigadores, dirigido por Kwanghee Lee, profesor del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju en Corea del Sur, han publicado un artículo sobre el nuevo material en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

"Hasta aquí, no ha habido material semiconductor que simultáneamente logre una excelente transparencia óptica, alta movilidad del portador de carga, y flexibilidad real, ", dijo el coautor Kilho Yu del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju Phys.org . "Óxidos metálicos, como ZnO e IGZO, tener una excelente transparencia y alta movilidad, pero son frágiles y muestran poca movilidad si no se tratan con alta temperatura (> 200 ° C) procesos, que no son deseables para la fabricación sobre sustratos flexibles. Los polímeros semiconductores generales son flexibles, pero muestran poca movilidad sin procesos complejos y no son muy transparentes debido a su alto coeficiente de absorción óptica ".

La nueva mezcla de polímeros consta de aproximadamente un 15% de polímero semiconductor llamado DPP2T integrado en una matriz de poliestireno inerte. Los dos tipos de polímeros no se mezclan uniformemente, pero en cambio el DPP2T forma una nanorred similar a una web a través de la matriz inerte, creando muy ordenado, Vías de carga continuamente conectadas para un transporte rápido de carga.

Hasta aquí, la transparencia ha sido particularmente difícil de lograr en polímeros semiconductores debido a su inherentemente alta absorción de luz en el rango visible. DPP2T pertenece a una clase más nueva de polímeros semiconductores en los que el pico de absorción de luz se desplaza al rojo al rango del infrarrojo cercano. por lo que absorbe mucha menos luz en el rango visible y tiene una mayor transparencia óptica.

Sin embargo, DPP2T por sí solo todavía tiene un tinte verdoso. Solo mezclando el DPP2T con la matriz de poliestireno, los investigadores pudieron fabricar un material que es casi perfectamente transparente en todo el rango visible.

En el análisis final, los investigadores demostraron que los materiales individuales en la mezcla de polímeros no pueden lograr las tres propiedades deseadas por sí solos, pero solo cuando se mezclan.

Demostrar, los investigadores fabricaron prototipos de incoloro, transistores de efecto de campo flexibles integrados en la parte superior de incoloros, diodos emisores de luz flexibles. Los dispositivos podrían soportar 1, 000 ciclos de flexión sin degradación severa del rendimiento.

"El semiconductor de nanorred se puede fabricar muy fácilmente y es procesable en solución, y no necesita tratamiento térmico ni ningún otro proceso complejo, "Yu dijo." Al mismo tiempo logra excelentes características para el futuro transparente, Aplicaciones electrónicas deformables. La aplicabilidad del semiconductor de nanorred fue probada por el impulso de fabricación de prototipos de dispositivos integrados FET / OLED. En el papel, también hemos mostrado un nuevo paradigma para lograr un transporte de carga fácil en polímeros semiconductores, que enfatiza la importancia de las vías de carga limpias a lo largo de la estructura del polímero, en lugar del grado de cristalinidad del polímero ".

Los investigadores esperan que los resultados allanarán el camino para el desarrollo de una amplia variedad de aplicaciones, como dispositivos electrónicos flexibles "transparentes" de próxima generación y dispositivos médicos que se pueden unir a la piel.

"Actualmente estamos investigando el intrigante mecanismo de transporte de carga del semiconductor de nanorred utilizando varias herramientas experimentales y modelado, Yu dijo. Además, estamos aplicando este semiconductor de nanorred a varias aplicaciones electrónicas, para convertirlo en una plataforma tecnológica de electrónica deformable y transparente ".

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