В МГУ получили дешевые органические материалы для гибкой электроники

«Для выращивания кристаллов применили простые и дешевые технологии, которые до того считались бесперспективными», – сообщается пресс-релизе.

Органическая электроника это одна из модных областей материаловедения. Ученые исследуют электропроводящие полимеры, олигомеры и другие органические соединения, способные заменить привычные проводники и полупроводники вроде кремния в современной электронике. Материалы органической электроники могут быть биосовместимыми, прозрачными и гибкими, а процесс их синтеза удобней, чем для неорганики – незначительно изменяя условия, можно получать вещества с совершенно разными свойствами для создания, например органических солнечных батарей, светоизлучающих диодов (OLED) или транзисторов.

Именно условия синтеза исследовали в рассматриваемой работе. Сейчас органические полупроводниковые кристаллы получают путем кристаллизации из пара. Этот метод сложный и дорогой, но считается, что только так можно получить чистые, свободные от примесей материалы с хорошими свойствами. В группе под руководством Дмитрия Паращука на физическом факультете МГУ показали, что это не так.

В своей работе физики использовали тиофен-фениленовые олигомеры, синтезированные их коллегами из МГУ и Института синтетических полимерных материалов РАН. Кристаллы же на их основе учёные получали методом выращивания из раствора (похожим образом в школе на уроках химии или естествознания учат выращивать кристаллы соли). В результате характеристики таких материалов оказались даже лучше, чем для кристаллов, полученных с помощью дорогостоящей кристаллизации из пара. Их квантовый выход (это важная характеристика для материалов светоизлучающих диодов, показывающая их эффективность) достигал 60% против 38% для «паровых» кристаллов.

«Мы уже нашли причины такого высокого квантового выхода, но еще не готовы их обнародовать. Это дело нашего будущего исследования», – приводятся слова Паращука в пресс- релизе МГУ.

Новые материалы можно в перспективе использовать для создания органических транзисторов, управляемых светом, или органических лазеров.

Свою работу ученые проводили вместе с коллегами из других российских институтов и Голландии. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Materials and Interfaces.

Кроме остальных плюсов материалы органической электроники обладают еще одним уникальным свойством: они могут проводить не только электроны и дырки, как неорганика, но также и ионы – заряженные атомы. Именно за счет ионных токов, например, распространяются сигналы по нейронам, а потому органическая электроника может стать мостом между современными компьютерами и живыми существами.

Так, в конце 2015 года шведские ученые с помощью электропроводящих полимеров научились переключать цвет листов розы, а в ее черенке сделали простейшую логическую схему на основе органических транзисторов.