Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/09/2008
Novas moléculas orgânicas, que migram autonomamente para a base do transístor orgânico, permitem que ele funcione "de pé." [Imagem: Yoon, SNU/Talbott, NIST]
A eletrônica orgânica é um dos campos mais promissores da tecnologia atual: células solares tão baratas quanto papéis de parede, jornais eletrônicos flexíveis, vitrines de lojas com anúncios semitransparentes, computadores integrados às roupas - estas são apenas algumas das possibilidades desta tecnologia que permite que os circuitos eletrônicos sejam impressos tão facilmente quanto a sua impressora jato-de-tinta imprime um documento.
Mas ainda há desafios a serem vencidos. E o principal deles é o desempenho. Os transistores de plástico ainda são muito lentos.
Moléculas orgânicas semicondutoras
Pequenas moléculas orgânicas têm sido sintetizadas por inúmeros grupos de pesquisas com propriedades que virtualmente equivalem às propriedades dos semicondutores tradicionais, como o silício e o germânio. O problema é que é muito difícil depositá-las de maneira uniforme sobre uma superfície, construindo os chamados filmes finos semicondutores, a partir dos quais os componentes eletrônicos são montados.
Os cientistas pensaram então em construir moléculas orgânicas grandes, que deveriam ser mais fáceis de se manipular. Mas elas não resultaram em bons semicondutores.
Contudo, o esforço não foi perdido - eles descobriram como usar as moléculas grandes para forçar as pequenas - que são ótimas semicondutoras - a se estruturar em filmes finos.
Transistores de cabeça para baixo
Quando o caminho parecia livre, novo problema: os transistores resultantes só funcionavam de cabeça para baixo. O finíssimo filme semicondutor tinha que ficar na parte de cima para que o transístor orgânico funcionasse. Isso torna praticamente impossível fabricá-los em larga escala, porque os danos ao filme fino seriam inevitáveis.
Agora, no que parece ser mais uma porta que se abre em um labirinto de salas, cientistas do NIST (Estados Unidos) e da Universidade de Seul (Coréia do Sul) conseguiram colocar o transístor orgânico de pé.
Eles descobriram como ajustar uma nova classe de moléculas orgânicas para que elas se movam sozinhas da parte superior para a parte inferior do componente, formando o filme fino semicondutor na base do transístor, o que poderá viabilizar sua produção em larga escala.
Região ativa
A chave da descoberta está na substituição das moléculas semicondutoras por outras com maior massa molecular, o que literalmente faz com que elas "afundem" no polímero, ficando protegidas na parte inferior do dispositivo.
Montar essa região ativa do filme na base do dispositivo é essencial para o progresso dessa linha de pesquisas porque isto abre a possibilidade da construção dos transistores em processos em escala industrial.
As portas do transistor - coletor, emissor e base - poderão ser montados primeiro e o delicado filme poderá ser aplicado por último, não correndo o risco de ser danificado nos outros passos do processo industrial.
Bibliografia:
Structure and properties of small molecule-polymer blend semiconductors for organic thin film transistors
J. Kang, N. Shin, D.Y. Jang, V.M. Prabhu, D.Y. Yoon
Journal of the American Chemical Society
August 2008
Vol.: ASAP Article
DOI: 10.1021/ja804013n
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