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(noticias nanowerk) Los semiconductores orgánicos, que en su mayoría se componen de materiales moleculares o polímeros a base de carbono, forman parte hoy de una amplia gama de aplicaciones: por ejemplo, las películas delgadas de semiconductores ultrafinas, mecánicamente flexibles y ligeras se utilizan en modernos transistores, sensores sensibles o compuestos orgánicos. Células solares semiconductoras. Su potencial de conversión de energía y, por tanto, su funcionalidad está determinado por los niveles de energía electrónica de las películas delgadas orgánicas, que dependen de las moléculas, así como de su disposición y de las interacciones entre las moléculas vecinas dentro de las películas delgadas.
Las tesis centrales
![Tecnología Rolling Transfered Langmuir Layer para producir células solares](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id63888_1.jpg)
Investigación
Un equipo de científicos germano-estadounidenses dirigido por el Instituto Leibniz de Tecnologías Fotónicas (Leibniz-IPHT) ha logrado desarrollar un novedoso proceso de fabricación que puede utilizarse para producir de forma automática y precisa películas semiconductoras delgadas con propiedades estructurales y electrónicas adaptadas.
El método presentado en la revista. Materiales avanzados (“Adaptación del peso de los estados de borde de superficie e intracapa para controlar las energías LUMO”) tiene como objetivo hacer posible producir específicamente películas delgadas con interacciones controlables entre moléculas vecinas y niveles de energía específicos.
Deposición rodante de películas delgadas de semiconductores.
La técnica presentada «Rolling Transfered Langmuir Layer», un desarrollo adicional de la técnica establecida de Langmuir-Blodgett para depositar películas delgadas, es adecuada para producir monocapas de moléculas semiconductoras orgánicas en interfaces aire-agua. Para ello, una capa de moléculas formadas sobre una superficie de agua se transfiere a un sustrato sólido. La monocapa molecular se deposita sobre el sustrato mediante un sistema especial de transferencia por rodillo desarrollado por los investigadores, que contiene el sustrato a recubrir y se mueve sobre la película molecular en la superficie del agua. La capa molecular formada en la interfaz aire-agua se adhiere al sustrato durante el movimiento de rodadura.
“El proceso desarrollado también se puede utilizar para depositar capas cristalinas, cuya producción con métodos establecidos hasta ahora requería un esfuerzo considerable y a menudo provocaba defectos en la superficie, como roturas en las finas capas orgánicas. «Con el método presentado, podemos reducir estos defectos superficiales al mínimo y producir tanto monocapas como varias capas de película delgada con propiedades individuales de manera directa, uniforme y escalable con alta calidad», explica PD Dr. habil. Martin Presselt, jefe del grupo de Interfaces y Películas Delgadas Orgánicas de Leibniz-IPHT, quien desarrolló el nuevo método junto con su equipo.
Películas delgadas personalizadas
Dos parámetros desempeñan un papel crucial en la producción de películas delgadas semiconductoras con propiedades estructurales y energéticas adaptadas: «Por un lado, la técnica ‘Rolling Transfered Langmuir Layer’ permite variar sistemáticamente la densidad de empaquetamiento de las moléculas dentro de una capa. se puede lograr a través de la presión superficial durante la deposición. La densidad varía de muy densa a menos densamente empaquetada. Por otro lado, se puede ajustar con precisión el número de capas moleculares apiladas y, con ello, el espesor de capa de las películas delgadas. De este modo, los semiconductores se adelgazan: «Se pueden producir de forma reproducible películas con interacciones específicas entre moléculas vecinas y niveles de energía específicos», afirma el Dr. Sarah Jasmin Finkelmeyer, científica del grupo de Interfaces y Películas Delgadas Orgánicas, que participó de manera importante en el desarrollo del nuevo método.
El enfoque tecnológico desarrollado por los investigadores sienta las bases para la producción de nuevos componentes (opto)electrónicos basados en películas delgadas con propiedades optimizadas. Por ejemplo, se pueden seguir desarrollando módulos fotovoltaicos orgánicos que generen eficientemente energía eléctrica a partir de la luz solar, así como películas delgadas que conviertan la luz solar en energía química.
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