O uso de moléculas orgânicas para controlar propriedades eletrônicas em dispositivos tem crescido nos últimos anos, a exemplo de biossensores para análises médicas e diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs, na sigla em inglês) para telas e dispositivos digitais. Nesse vasto campo de exploração, o aluno de doutorado pelo Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW) da Unicamp, Leandro Merces, busca entender as propriedades de semicondutores orgânicos em heterojunções híbridas em escala nanométrica, visando estabelecer um caminho sólido para novas aplicações.
A investigação tem foco nas propriedades de transporte e injeção de carga em heterojunções híbridas, ou seja, estruturas que têm em sua constituição materiais orgânicos e inorgânicos e que são capazes de mesclar suas funcionalidades. Em escala nanométrica, tais junções podem ser conectadas por nanomembranas metálicas, formando dispositivos que permitem sua caracterização elétrica. A primeira fase desse estudo concentrou-se na caracterização do composto CuPc (ftalocianina de cobre), um semicondutor orgânico amplamente estudado pela comunidade científica. Trata-se de um pigmento sintético utilizado pela indústria em tintas e revestimentos. A alta estabilidade química, facilidade de obtenção e a possibilidade de alterar seu átomo metálico central fazem desse composto um forte candidato para aplicações em eletrônica, spintrônica e fotônica.
Os primeiros resultados desse estudo estão ainda em fase de submissão para revista científica, mas já renderam ao estudante o prêmio de melhor pôster, oferecido pela International Union of Materials Research Societies (IUMRS), durante o XIV Encontro da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat), realizado entre 27 de setembro e 1º de outubro de 2015. Intitulado “Fabrication and characterization of CuPc molecular junctions: investigation of the contact configuration”, o trabalho apresentado concorreu com milhares de trabalhos na área de materiais.
“Foi de fato gratificante receber esta distinção por um trabalho realizado inteiramente no recém-formado grupo de Dispositivos e Sistemas Funcionais (DSF)”, comenta Merces, “certamente seria muito complicado o desenvolvimento do trabalho longe das facilidades disponíveis no DSF, indispensáveis desde a fabricação das junções em ambiente controlado até a caracterização elétrica dos dispositivos (realizadas em vácuo) em até 265 °C negativos”, avalia.
As caracterizações experimentais vêm sendo realizadas no Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano) sob a orientação do Dr. Carlos César Bof Bufon, coordenador do grupo de Dispositivos e Sistemas Funcionais (DSF). A fabricação dos dispositivos contendo as junções de CuPc foi realizada integralmente na Sala Limpa do DSF, o que garante alta pureza e reprodutibilidade das amostras. Dispositivos interdigitados também cedidos pelo Laboratório de Microfabricação (LMF/LNNano) foram inicialmente utilizados e caracterizações complementares de parâmetros de superfície foram realizadas com auxílio dos microscópios de força atômica do Laboratório de Ciência de Superfícies (LCS).
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