Найдена молекула для печати микросхем из пластика

Коллектив исследователей МГУ им. М. В. Ломоносова и Института полимерных исследований в Дрездене (Германия) отыскал возможность в сотни раз увеличить электрическую проводимость органических солнечных батарей, транзисторов и остальных электронных компонентов. Соответствующая статья размещена в журнале Advanced Materials. Коротко о ней сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру». Они провели детальное исследование полупроводниковых свойств молекулы [3]-радиалена, не менее 30 лет известного науке, однако до того не предлагавшегося как материал для электроники.

Молекула является легирующей примесью, которая, при добавлении к полимеру, увеличивает его электрическую проводимость.

Главный вклад лаборатории Иванова в эту работу свелся к исследованию физики фазовых превращений, физики смешивания в таких бинарных системах, то есть - поиск подходящего кандидата с позиций полимерной физики.

В [3]-радиалене молекулы довольно небольшие и «плоские», атомы углерода в них соединены в треугольную структуру. Среди остальных потенциально интересных соединений оно имеет самую подходящую незанятую молекулярную орбиталь — с минимальной энергией. В сочетании с разными органическими полупроводниками они в состоянии резко увеличивать их электрическую проводимость, но подходят далеко не для всех полимеров, использующихся сегодня в «пластиковой» электронике. В силу собственных химических особенностей [3]-радиален является самым необычайным из известных сейчас допантов (легирующих примесей).

Для подтверждения этой догадки ученые провели серию опытов, которые показали, что данное вещество отлично смешивается с полимерами и дает возможность увеличивать их электрическую проводимость в десятки и даже сотни раз, не вызывая расслоения и иных противных последствий. Было установлено, что вплоть до 50-процентного содержания допанта в полимере не происходит фазового расслоения, зато кристаллическая структура полимера поэтапно изменяется. И задача подбора примеси к пластику тяжелее, чем к кремнию: часто допант после смешивания кристаллизуется и фактически отделяется от полимера, делая его неработоспособным. Его цель состоит в разработке электронных устройств на органических материалах. Однако у нее есть и преимущества — легкость, тонкость, гибкость, прозрачность, она значительно дешевле кремниевой. Это даст возможность создавать новые классы солнечных батарей.

Исследование русских ученых даст толчок развитию так называемой органической электроники. На текущий момент в первую очередь применяются фторированные допанты, но они подходят далеко не для всех полимеров, использующихся сегодня в «пластиковой» электронике.