Estudiante
Páginas: 14 (3307 palabras)
Publicado: 24 de octubre de 2012
Materiales orgánicos de uso en electrónica
Las primeras investigaciones sobre electrónica orgánica se basaron en el desarrollo de polímeros conjugados dopados con yodo, que fueron los primeros plásticos conductores de electricidad descubiertos y con los cuales se trabaja intensamente desde la década de 1970. En el año 2000, estas investigaciones merecieron el premio Nobel de Química, quese concedió a los profesores Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid y Hideki Shirakawa La utilización de estos polímeros conjugados portadores de electricidad permitió desarrollar los primeros dispositivos opto electrónicos orgánicos, que fueron diodos emisores de luz
En sus inicios, la arquitectura interna de estos dispositivos era sencilla: una fina lámina de polímero entre dos electrodosmetálicos, con diferente función trabajo, y uno de ellos transparente. Posteriormente, el trabajo de investigación permitió abordar estructuras más complejas, en las que había dos láminas de diferentes polímeros, uno de tipo n y otro de tipo p, acopladas a electrodos cuya función trabajo intentaba adaptarse lo mejor posible para obtener una inyección (o extracción) de carga lo más eficiente posible.En 1995 se dio un gran salto adelante cuando se observó que en un fotodiodo la mezcla de dos polímeros diferentes formaban una heterounión dispersa tridimensional que mejoró la eficiencia en la generación de luz en toda la capa activa del material y no sólo en la intercara entre láminas
De hecho, lo que se había conseguido era una intercara distribuida por todo el material, siempre que lananoestructura creada por la interpenetración de ambos materiales (tipo p y tipo n) se hubiera producido a la escala adecuada (entre 1 y 15 mm, aproximadamente). Este descubrimiento de la heterounión dispersa se aplicó rápidamente tanto a la mejora de los propios dispositivos OLED como a las células solares orgánicas. A partir de entonces se desarrollaron dispositivos OSC basados enmezclas, tanto de polímeros entre sí como de polímeros con derivados de fullerenos y de polímeros con nanotubos de carbono.
Los principales polímeros utilizados fueron derivados funcionalizados de politiofenos (PTF) y polifenilenvinilenos (PPV), solubles en distintos disolventes orgánicos. En publicaciones recientes sobre dispositivos fabricados con mezclas de MDMOPPV/PCBM se informa de eficienciasde un 4,5% en la conversión de energía con una sola heterounión, mientras que en dispositivos de tipo tándem basados en mezclas polímero/fullereno, donde varias heterouniones diferentes se superponen conectadas en serie entre sí, se han obtenido eficiencias superiores al 6%.
En una mezcla de polímeros, la nanoestructura resultante en el material debe generarse a una escala precisa, que deberáser similar a la longitud de difusión de los excitones formados.
Por lo tanto, una optimización precisa de la escala facilita que los excitones fotogenerados difundan hacia la intercara entre ambos tipos de material y puedan disociarse. En estos dispositivos la morfología de la mezcla desempeña un papel fundamental, puesto que debe haber un camino continuo para transportar las diferentes cargas(de tipo n o p) hacia los respectivos contactos. Aun cuando los dominios aislados del material aceptor o donante fueran ópticamente activos, los dispositivos serían eléctricamente inactivos si no se abrieran estos caminos continuos, y la eficiencia de su funcionamiento se reduciría de manera significativa.
Este mismo esquema es válido para los fotodiodos, en cuyo caso los portadores inyectadosdeben alcanzar las intercaras donde se recombinan radiactivamente para generar luz. En consecuencia, cada material debe proporcionar un camino continuo para transportar de forma separada los distintos tipos de carga hacia los electrodos.
Semiconductores orgánicos
Un semiconductor orgánico es un compuesto orgánico bajo la forma de un cristal o un polímero, que muestra propiedades...
Las primeras investigaciones sobre electrónica orgánica se basaron en el desarrollo de polímeros conjugados dopados con yodo, que fueron los primeros plásticos conductores de electricidad descubiertos y con los cuales se trabaja intensamente desde la década de 1970. En el año 2000, estas investigaciones merecieron el premio Nobel de Química, quese concedió a los profesores Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid y Hideki Shirakawa La utilización de estos polímeros conjugados portadores de electricidad permitió desarrollar los primeros dispositivos opto electrónicos orgánicos, que fueron diodos emisores de luz
En sus inicios, la arquitectura interna de estos dispositivos era sencilla: una fina lámina de polímero entre dos electrodosmetálicos, con diferente función trabajo, y uno de ellos transparente. Posteriormente, el trabajo de investigación permitió abordar estructuras más complejas, en las que había dos láminas de diferentes polímeros, uno de tipo n y otro de tipo p, acopladas a electrodos cuya función trabajo intentaba adaptarse lo mejor posible para obtener una inyección (o extracción) de carga lo más eficiente posible.En 1995 se dio un gran salto adelante cuando se observó que en un fotodiodo la mezcla de dos polímeros diferentes formaban una heterounión dispersa tridimensional que mejoró la eficiencia en la generación de luz en toda la capa activa del material y no sólo en la intercara entre láminas
De hecho, lo que se había conseguido era una intercara distribuida por todo el material, siempre que lananoestructura creada por la interpenetración de ambos materiales (tipo p y tipo n) se hubiera producido a la escala adecuada (entre 1 y 15 mm, aproximadamente). Este descubrimiento de la heterounión dispersa se aplicó rápidamente tanto a la mejora de los propios dispositivos OLED como a las células solares orgánicas. A partir de entonces se desarrollaron dispositivos OSC basados enmezclas, tanto de polímeros entre sí como de polímeros con derivados de fullerenos y de polímeros con nanotubos de carbono.
Los principales polímeros utilizados fueron derivados funcionalizados de politiofenos (PTF) y polifenilenvinilenos (PPV), solubles en distintos disolventes orgánicos. En publicaciones recientes sobre dispositivos fabricados con mezclas de MDMOPPV/PCBM se informa de eficienciasde un 4,5% en la conversión de energía con una sola heterounión, mientras que en dispositivos de tipo tándem basados en mezclas polímero/fullereno, donde varias heterouniones diferentes se superponen conectadas en serie entre sí, se han obtenido eficiencias superiores al 6%.
En una mezcla de polímeros, la nanoestructura resultante en el material debe generarse a una escala precisa, que deberáser similar a la longitud de difusión de los excitones formados.
Por lo tanto, una optimización precisa de la escala facilita que los excitones fotogenerados difundan hacia la intercara entre ambos tipos de material y puedan disociarse. En estos dispositivos la morfología de la mezcla desempeña un papel fundamental, puesto que debe haber un camino continuo para transportar las diferentes cargas(de tipo n o p) hacia los respectivos contactos. Aun cuando los dominios aislados del material aceptor o donante fueran ópticamente activos, los dispositivos serían eléctricamente inactivos si no se abrieran estos caminos continuos, y la eficiencia de su funcionamiento se reduciría de manera significativa.
Este mismo esquema es válido para los fotodiodos, en cuyo caso los portadores inyectadosdeben alcanzar las intercaras donde se recombinan radiactivamente para generar luz. En consecuencia, cada material debe proporcionar un camino continuo para transportar de forma separada los distintos tipos de carga hacia los electrodos.
Semiconductores orgánicos
Un semiconductor orgánico es un compuesto orgánico bajo la forma de un cristal o un polímero, que muestra propiedades...
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