Semiconductores orgánicos de pequeñas moléculas altamente ordenados en películas delgadas que permiten dispositivos multijunción complejos y de alto rendimiento

Los semiconductores orgánicos han abierto muchas nuevas aplicaciones electrónicas, habilitadas por propiedades como la flexibilidad, la fabricación de bajo costo y la biocompatibilidad, así como una mejor sostenibilidad ecológica debido al bajo uso de energía durante la fabricación. La mayoría de los dispositivos actuales están hechos de películas delgadas altamente desordenadas, lo que lleva a malas propiedades de transporte y, en última instancia, a un rendimiento reducido del dispositivo. Aquí, discutimos técnicas para preparar películas delgadas altamente ordenadas de semiconductores orgánicos para realizar dispositivos rápidos y altamente eficientes, así como nuevos tipos de dispositivos. Discutimos los diversos métodos que se pueden implementar para lograr capas altamente ordenadas compatibles con los procesos de fabricación de semiconductores estándar y adecuadas para dispositivos complejos. Se pone un enfoque especial en enfoques que utilizan el tratamiento térmico de capas amorfas de pequeñas moléculas para crear películas delgadas cristalinas. Esta técnica se ha demostrado por primera vez para el rubreno, un semiconductor orgánico con excelentes propiedades de transporte, y se ha extendido a algunas otras estructuras moleculares. Discutimos experimentos recientes que muestran que estas capas altamente ordenadas muestran excelentes movilidades laterales y verticales y pueden ser dopadas eléctricamente para lograr altas conductividades n- y p-tipo. Con estos logros, es posible integrar estas capas altamente ordenadas en dispositivos especializados, como diodos de alta frecuencia o principios completamente nuevos de dispositivos para orgánicos, p. ej., transistores bipolares.