Usuaria:Melodygar/Semiconductores orgánicos
Un semiconductor orgánico es un material con propiedades semiconductoras, y una conductividad eléctrica entre la de los aislantes y la de los metales. Moléculas individuales, oligómeros y polímeros orgánicos]] pueden ser semiconductores de este tipo. Pequeñas moléculas de hidrocarburos aromáticos: pentaceno, antraceno, y rubreno, también presentan estas propiedades
Algunos semiconductores orgánicos de cadena principal lineal incluyen poliacetileno y sus derivados: polipirrol y polianilina. A nivel local, los complejos de transferencia de carga a menudo presentan los mecanismos de conducción similares a los semiconductores inorgánicos. Tales mecanismos se deben a la presencia de capas ocultas y de conducción de electrones separados por una brecha de banda. Aunque tales mecanismos clásicos son importantes a nivel local, al igual que con los semiconductores inorgánicos amorfos, las lagunas de movilidad, también contribuyen significativamente a la conducción, especialmente en poliacetilenos.
Del mismo modo que los semiconductores inorgánicos, los semiconductores orgánicos pueden ser dopados. Aquellos susceptibles de dopaje como polianilina son también conocidos como metales orgánicos.
Historia[editar]
En 1862, Henry Letheby obtiene un material parcialmente conductivo por oxidación anódica de anilina, en ácido sulfúrico. El producto fue probablemente polianilina. [1] En la década de 1950, los investigadores descubrieron que los compuestos aromáticos policíclicos formaron un semiconductor de transferencia de carga de sales complejas con halógenos. En particular, se informó una alta conductividad de 0,12 S/cm en el complejo de perileno de yodo en 1954. [2] Este hallazgo confirmó el hecho de que los compuestos orgánicos pueden conducir la electricidad.
En 1972, los investigadores encontraron conductividad metálica en el complejo de transferencia de carga TTF-TCNQ. La superconductividad en los complejos de transferencia de carga se reportó por primera vez en la sal Bechgaard (TMTSF) en 1980. [3]
En 1977, Shirakawa y sys colaboradores reportaron la alta conductividad del poliacetileno dopado con yodo. [4] Por este trabajo, recibieron el premio Nobel de Química en 2000 por "el descubrimiento y desarrollo de polímeros conductores". [5] Similarly, highly-conductive polypyrrole was rediscovered in 1979.[6] Del mismo modo, polipirrol altamente conductor fue redescubierto en 1979.
Usos[editar]
Los semiconductores orgánicos se utilizan como elementos activos en los dispositivos optoelectrónicos tales como diodos orgánicos emisores de luz (OLED), células solares orgánicas, transistores de efecto de campo orgánicos (OFET), transistores electroquímicas y, actualmente, en aplicaciones de biosensores. Los semiconductores orgánicos poseen muchas ventajas, puesto que son de fácil fabricación, tienen alta flexibilidad mecánica, e implican bajo costo de producción.
Tratamiento[editar]
Existen diferencias significativas entre el tratamiento de los pequeños semiconductores orgánicos de moléculas, y los polímeros semiconductores. Las películas delgadas de polímeros conjugados solubles se pueden preparar por métodos de procesamiento en solución. Por otro lado, las moléculas pequeñas son muy a menudo insolubles, y típicamente requieren la deposición a través de la sublimación de vacío. Ambos enfoques producen películas amorfas o policristalinas con grado variable de trastorno.
Las técnicas de revestimiento "húmedo" emplean polímeros que se disuelven en un solvente volátil, se filtran y se depositan sobre un sustrato. Algunos ejemplos comunes de técnicas de revestimiento a base de disolvente incluyen el recubrimiento por rotación, la impresión de inyección de tinta, y la impresión de pantalla[7] de revestimiento por rotación. Durante el proceso, las moléculas son transportadas a través de vacío sobre un sustrato, y posteriormente condensadas en la superficie del sustrato, formándose una película delgada. Esta técnica de revestimiento húmedo se puede aplicar a moléculas pequeñas, pero en menor medida, dependiendo de la solubilidad del material.
Características[editar]
Los semiconductores orgánicos difieren de sus homólogos inorgánicos, puesto que incluyen propiedades estructurales ópticas, electrónicas, químicas. Con el fin de diseñar y modelar los semiconductores orgánicos, las propiedades ópticas tales como la absorción y fotoluminiscencia se determinan [8][9] [10] utilizando espectrofotómetros de absorción UV-visible y espectrómetros de fotoluminiscencia. Las láminas de semiconductores se pueden estudiar con microscopía de fuerza atómica (AFM) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Propiedades electrónicas tales como potencial de ionización se pueden caracterizar por el sondeo de la estructura de banda electrónica con espectroscopia de fotoelectrones de rayos ultravioletas (UPS).
Véase también[editar]
Referencias[editar]
- ↑ [http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2000/chemadv.pdf The Nobel Prize in Chemistry, 2000: Conductive polymers, nobelprize.org
- ↑ Herbert Naarmann “Polymers, Electrically Conducting” in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002 Wiley-VCH, Weinheim. doi 10.1002/14356007.a21_429
- ↑ Jérome, D.; Mazaud, A.; Ribault, M.; Bechgaard, K. (1980). «Superconductivity in a synthetic organic conductor (TMTSF)2PF 6». Journal de Physique Lettres 41 (4): 95. doi:10.1051/jphyslet:0198000410409500.
- ↑ Shirakawa, Hideki; Louis, Edwin J.; MacDiarmid, Alan G.; Chiang, Chwan K.; Heeger, Alan J. (1977). «Synthesis of electrically conducting organic polymers: halogen derivatives of polyacetylene, (CH) x». Journal of the Chemical Society, Chemical Communications (16): 578. doi:10.1039/C39770000578.
- ↑ «Chemistry 2000». Nobelprize.org. Consultado el 20 de marzo de 2010.
- ↑ Diaz, A. F.; Kanazawa, K. Keiji; Gardini, Gian Piero (1979). «Electrochemical polymerization of pyrrole». Journal of the Chemical Society, Chemical Communications (14): 635. doi:10.1039/C39790000635.
- ↑ Sirringhaus, H.; Sele, C. W.; von Werne, Timothy; Ramsdale, C. (2007). «Manufacturing of Organic Transistor Circuits by Solution-based printing». En Hadziioannou, Georges; Malliaras, George G., ed. Semiconducting polymers: Chemistry, Physics and Engineering 2 (2nd edición). Wiley-VCH. pp. 667-694. ISBN 978-3-527-31271-9.
- ↑ Brütting, Wolfgang (2005). Physics of organic semiconductors. Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-40550-3.
- ↑ Masenelli, B.; S. Callard, A. Gagnaire, J. Joseph (2000). «Fabrication and characterization of organic semiconductor-based microcavities». Thin Solid Films 364 (1-2): 264-268. doi:10.1016/S0040-6090(99)00944-X.
- ↑ Salaneck, W. R.; Antoine Kahn (2002). Conjugated polymer and molecular interfaces. CRC Press. ISBN 978-0-8247-0588-6.