Un groupe de chercheurs de Skoltech, l'Institut des Problèmes de Physique Chimique du RAS, et N.D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry of RAS, dirigé par le professeur Skoltech P.A. Troshin, a découvert une relation entre la structure des molécules photochromiques et les caractéristiques électriques des dispositifs de mémoire construits à l'aide de ces composés. Leurs découvertes ouvrent de nouvelles opportunités pour la conception rationnelle de nouveaux matériaux fonctionnels pour l'électronique organique. Les résultats de leur étude ont été publiés dans le Journal de la chimie des matériaux C et présenté sur sa page de couverture.

L'électronique organique s'est développée à un rythme effréné au cours de la dernière décennie :Circuits électroniques flexibles à couches minces, capteurs, affiche, convertisseurs de lumière solaire et batteries, Les LED et autres composants ont déjà trouvé des applications intéressantes dans l'emballage des produits, vêtements, peau électronique, robotique et prothèse. D'autres progrès de l'électronique organique pourraient aboutir à la création d'une interface fonctionnelle entre l'électronique classique à semi-conducteurs et les sujets vivants. Le concept Smart Healthcare permettant une surveillance continue des statistiques de l'état civil et son ajustement rapide en réponse aux premiers signes d'une maladie est censé avoir un impact révolutionnaire sur les soins de santé, qui se concentrera sur la prévention plutôt que sur le traitement à un stade avancé d'une maladie.

Les applications pratiques de l'électronique organique nécessitent que tous ses composants fonctionnels, y compris les éléments de mémoire organique, sont pleinement développés. De cette perspective, sont particulièrement intéressants les composés photochromiques, dont les molécules sont des cellules mémoire monobit qui subissent une isomérisation réversible entre deux états quasi stables lorsqu'elles sont exposées à la lumière. Malheureusement, le manque actuel de capacité technique rend presque impossible la commutation fiable d'une seule molécule et l'enregistrement de son état. Cela signifie que les molécules photochromiques doivent être intégrées dans des systèmes plus complexes et plus grands, où la transition d'un état à un autre produira une réponse qui peut être capturée, par exemple, comme signal électrique.

Plus tôt, L'équipe du professeur Troshin a développé la structure de transistors organiques à effet de champ avec une couche photochromique photosensible, et démontré la commutation optoélectrique entre plusieurs états électriques. Cependant, l'effet de la structure et des propriétés du matériau photochromique sur les caractéristiques électriques de l'appareil n'était pas clair jusqu'à présent. Dans leur récente étude, les chercheurs de Skoltech, l'Institut des Problèmes de Physique Chimique, RAS, et Institut de chimie organique N.D. Zelinsky, RAS, ont réussi à identifier les relations entre la structure des matériaux photochromiques et leurs performances électriques dans les dispositifs.

« Nous avons étudié trois matériaux photochromiques différents de structure similaire dans des éléments de mémoire optique basés sur des transistors à effet de champ organiques et avons trouvé des motifs significatifs à la suite d'une analyse détaillée des caractéristiques, tels que la vitesse et l'amplitude de commutation, largeur de la fenêtre mémoire, et stabilité de fonctionnement dans le mode d'écriture-lecture-effacement de données multiples. Nous avons montré que le fait d'avoir un groupe carbonyle dans le fragment de pont photochromique dihétaryléthylène rend la commutation plus facile, tout en réduisant la stabilité des états induits. En revanche, un composé photochromique avec un pont propylène non substitué et une fenêtre mémoire relativement étroite assure une commutation fiable et une stabilité à long terme du dispositif. Les corrélations que nous avons trouvées entre la structure moléculaire des composés photochromiques et les caractéristiques électriques des dispositifs fabriqués à l'aide de ces matériaux fournissent une base solide pour le développement rationnel d'une nouvelle génération de matériaux pour éléments de mémoire organiques et photodétecteurs, " explique le premier auteur de l'étude Dolgor Dashitsyrenova.