Des chercheurs rendent possibles des composants optoélectroniques peu coûteux
En coopération avec des partenaires chinois, des chercheurs de l’Université de Münster (WWU) ont mis au point un nouveau concept de phototransistors moléculaires permettant de convertir la lumière en signaux électriques avec une efficacité sans précédent.
La conversion efficace de la lumière en signaux électriques est d’une importance capitale pour l’imagerie électronique, les technologies de communication optique et la technologie des capteurs biomédicaux. Les phototransistors organiques (OFT) présentent un intérêt pratique particulier pour le développement de composants électroniques flexibles et pliables. En plus de leur flexibilité mécanique, ils sont légers, peu coûteux et relativement faciles à produire sur une grande surface.
Grâce à la modification ciblée de la structure moléculaire, les propriétés physiques peuvent être ajustées avec précision sur une large plage. Les développements des OFT organiques connus à ce jour ont toujours été en retard sur ceux des systèmes inorganiques ou hybrides en termes de performances. La principale raison en est la faible mobilité des porteurs de charge dans les matériaux organiques photosensibles.
La nouvelle approche repose sur l’utilisation de petites molécules au lieu de longues chaînes de polymères. Ces molécules – le 2, 6- Diphényl-anthracène (DPA), possèdent une unité anthracène fortement fluorescente sous forme de noyau semi-conducteur et de groupes phényle, qui optimisent la mobilité des porteurs de charge et les propriétés optoélectroniques. Les phototransistors ainsi réalisés, ne comportant aucune molécule, présentent une photosensibilité, une photo-réactivité et une détectivité élevées. « Les valeurs obtenues dépassent celles de tous les autres OFT connus et font partie des meilleurs phototransistors existants à ce jour, y compris inorganiques dans de nombreux domaines », explique le Dr Deyang Ji, qui a fabriqué les nouveaux phototransistors de l’institut de physique de la WWU. Saeed Amirjalyer, responsable du groupe CeNTech, ajoute: « En combinant les données expérimentales avec des simulations, nous avons été en mesure de comprendre quantitativement les données de haute performance des phototransistors développés. Cela permet une optimisation ciblée dans le but d’une commercialisation future.
La sélection appropriée de molécules organiques et la recherche en physique fondamentale ont ainsi permis de jeter un pont important vers des applications technologiques dans le domaine de la technologie des capteurs ou de la transmission de données. Les nano-physiciens rendent compte de leurs découvertes dans le dernier numéro de la revue « Nature Communications ».
