Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Схема работы солнечной батареи компании Cryscade Solar
Термохимическая литография - глазами художников
Схематическое изображение молекулярных нанотрубок с двустенной структурой
АСМ изображение транзистора на основе самоупорядочивающихся молекулярных слоев

Органика наступает

Ключевые слова:  молекулярная электроника, органическая электроника, периодика

Автор(ы): В. Уточникова

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

31 октября 2009

Использование органических и молекулярных материалов в электронных устройствах традиционно было игрой компромиссов. Преимуществами были потенциально низкая стоимость, простота изготовления и уникальные свойства, например, прозрачность и гибкость, недостатки - узкий диапазон существования и относительно низкая проводимость. Эти "инь и ян" органической электроники постулировались как неизбежные. Так, отсутствие долгосрочного способа улучшить мобильность компенсируется гибкостью, и одно сложно представить без другого. Но сейчас все чаще появляются статьи, доказывающие, что колонку минусов можно сократить хотя бы за счет улучшения проводимости.

Например, Даго де Леув с коллегами создали полевой транзистор, канал между стоком и истоком в котором состоит из самоупорядоченных монослоев жидкокристаллических органических молекул. Молекулы, содержащие спейсеры, могут укладываться в упорядоченные стеки, и уже было показано, что мобильность таких стеков не хуже, чем у монокристалла, а такая укладка получается воспроизводимо. При этом мобильность канала не меняется с его длиной (в отличие от обычных монослоев, мобильность в которых значительно снижается с ростом длины канала).
В последних работах де Леув с коллегами показывают, что такое необычное поведение частично следует из удивительных электрических характеристик. Ни инжекция зарядов в канал, ни границы зерен, ни размер проводящих частиц самого канала не ограничивает проводимость, а в результате проводимость зависит от длины канала только в случае дефектов монослоя. Получается, говоря словами авторов, что уже "выполнены все предпосылки для эффективного переноса заряда в полевом транзисторе". Молекулярные самособирающиеся транзисторы, таким образом, стремительно выходят за пределы выдумки и фантастики.
В отличие от де Леува, Дэвид Ванден Боут с коллегами сосредоточены на получении органических молекулярных нанотрубок, а не монослоев. Итоговая структура, называемая J-агрегатом, среди прочего привлекает внимание своим узким эмиссионным спектром, высокой подвижностью в возбужденном состоянии и неплохим фототоком. Однако использование J-агрегатов в твердофазных устройствах, например, для переноса энергии, требует их фиксацию на подложке с сохранением структуры и оптоэлектронных свойств. Для демонстрации такой возможности Боут с помощью оптической микроскопии ближнего поля исследовал осаждение на поверхности J-агрегатов двумя путями: классическим методом центрифугирования и методом потока капель. Основной идеей обоих методов является нанесение из раствора на подложку с последующей сушкой. Оказалось, что метод центрифугирования нарушает структуру, тогда как метод потока капель - нет. При этом структура и излучение вдоль отдельных нанотрубок, а также вдоль массивов нанотрубок остаются однородными. Кроме демонстрации сохранения структуры данные также свидетельствуют о высокой степени упорядоченности структур. Дальнейшее изучение транспорта электрон-дырочных пар вдоль J-агрегатов может помочь в создании устройств на основе этих структур.
И наконец, Франко Качиалли с коллегами сфокусировали свое внимание еще на одном типе органических материалов - поли(п-фенилен винилене), PPV, хорошо изученном органическом материале для транзисторов, солнечных батарей и светоизлучающих устройств. Наноструктурирование PPV при этом оставалось неизученным, поскольку он не выдерживает традиционных методов нанесения, таких как классическая фотолитография, требующая нанесения маски и использования растворителей. Вместо этого исследователи сосредоточились на так называемой "мягкой литографии".
Качиалли с сотрудниками остановили свой выбор на методах, основанных на нагреве, приводящем к образованию планарной структуры на поверхности. Ученые сделали метод более привлекательным, заметно увеличив скорость нанесения, и создали схему размером 28 нм, созданную с помощью нагревательного проводка диаметром 50 мкм! Такой небольшой размер может быть создан, поскольку площадь контакта проводка с поверхностью очень мала, а температуру можно варьировать в широких пределах вдоль полимерной пленки. Как показали Амар Басу и Йогеш Гианяандани, этот метод хорош и тем, что может быть использован для различных применений для других полимеров, а также для для материалов с мостиками.

Все эти исследования показывают, что "простой и дешевый" способ производства органических материалов, вероятно, требует проведения большого объема работ. Однако пока такая работа ведется, проявляются убедительные преимущества использования органических материалов. В конце концов, транзистор уже был получен, J-агрегаты нанесены и полимерная планарная структура "накапана" на подложку.

Остается добавить, что и российские ученые не стоят в стороне от органической электроники: например, органические солнечные батарейки по разным технологиям успешно делают в компании Cryscade Solar, на физфаке (группа Д.Паращука) и в Черноголовке.


В статье использованы материалы: Nano Letters


Средний балл: 10.0 (голосов 5)

 


Комментарии
----
жидкокристаллических органических молекул.
----

Коваленко Артём, 08 ноября 2009 16:46 
опять эта неПОДВИЖНАЯ "мобильность"! Эх...
Друг Аркадий! Не говори красиво... (c)
Палии Наталия Алексеевна, 09 ноября 2009 12:33 
А о получении и применении полимерных оптических волокон можно узнать на бесплатном вебинаре Microstructured Polymer optical Fibers: Introducing a New Technology, который состоится 12 ноября.
Одной Черноголовки и физфака мало для такой большой страны!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Многофункциональные магнитные жидкости
Многофункциональные магнитные жидкости

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.