Un equipo de investigadores del Instituto de Investigación Científica e Industrial "SANKEN" de la Universidad de Osaka y Joanneum Research ha conseguido ajustar con precisión las propiedades electrónicas de un polímero orgánico exponiéndolo a la luz ultravioleta. Su trabajo "Heterogeneous Functional Dielectric Patterns for Charge-Carrier Modulation in Ultraflexible Organic Integrated Circuits" (Patrones dieléctricos funcionales heterogéneos para la modulación de la portadora de carga en circuitos integrados orgánicos ultraflexibles) puede ayudar a comercializar la electrónica flexible que se utiliza en el control sanitario y el procesamiento de datos.
"Aunque los circuitos integrados del interior de tu smartphone son bastante impresionantes, carecen de ciertas características importantes. Como los componentes electrónicos están basados en el silicio, son muy rígidos, tanto en el sentido literal de ser inflexibles como en el de tener propiedades químicas que no se pueden alterar fácilmente. Los dispositivos más nuevos, como las pantallas OLED, están hechos de moléculas orgánicas basadas en el carbono con propiedades químicas que los científicos pueden ajustar para producir los circuitos más eficientes. Sin embargo, el control de las características de los transistores orgánicos suele requerir la integración de estructuras complejas hechas de varios materiales. El equipo ha utilizado luz ultravioleta para cambiar con precisión la estructura química de un polímero dieléctrico llamado PNDPE. La luz rompe enlaces específicos en el polímero, que puede reorganizarse en nuevas versiones o crear enlaces cruzados entre hebras. Cuanto más tiempo esté encendida la luz, más se altera el polímero. Utilizando una máscara de sombra, la luz ultravioleta se aplica sólo a las zonas deseadas, ajustando el comportamiento del circuito. Este método permite modelar transistores del voltaje umbral deseado con alta resolución espacial utilizando un solo material".
"Este estudio demostró la formación de los HFDP con el uso de PNDPE como dieléctrico de puerta polimérico ultrafino para modular el comportamiento de los portadores de carga. Los HFDP se obtienen con una alta resolución de menos de 18 µm. Con la modulación de los portadores de carga a través del reordenamiento de foto-Fries en los dieléctricos de puerta de PNDPE, la Vth de los transistores basados en PNDPE se controló de forma programable en un amplio rango de -1,5 a +0,2 V a una tensión operativa de 2 V, lo que indica que tanto los transistores de mejora como los de agotamiento se fabrican de forma arbitraria. La Vth modulada permaneció inalterada durante un periodo de 140 días durante la prueba de exposición al LED y bajo una duración de polarización de 1800 s. La modulación del portador de carga se consiguió controlando las trampas tipo aceptor. El PNDPE forma dieléctricos de puerta densos y uniformes debido a la polimerización catalítica por metátesis de apertura de anillo, dando lugar a películas de PNDPE ultrafinas de un grosor de 14 nm. El transistor también mostró una gran flexibilidad mecánica, en la que las características no variaron significativamente incluso con un radio de curvatura de 0,3 mm."
"En el futuro, es posible que veamos versiones inteligentes de casi todo, desde frascos de medicamentos hasta chalecos de seguridad". Es muy probable que para satisfacer las exigencias informáticas de la "Internet de los objetos" se necesiten soluciones electrónicas flexibles", afirma el autor principal, Tsuyoshi Sekitani. En concreto, esta tecnología puede aplicarse a los métodos de fabricación de dispositivos sanitarios ultraligeros y portátiles".
Fuentes
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