Les semi-conducteurs sont des substances dont la conductivité se situe entre celle des conducteurs et celle des isolants. En raison de leurs propriétés uniques de conduction du courant uniquement dans des conditions spécifiques, ils peuvent être contrôlés ou modifiés selon nos besoins. Nulle part l'application des semi-conducteurs n'est plus étendue ou importante que dans les appareils électriques et électroniques, comme les diodes, transistor, cellules solaires, et circuits intégrés.

Les semi-conducteurs peuvent être constitués de matériaux organiques (à base de carbone) ou inorganiques. Les tendances récentes de la recherche montrent que les scientifiques choisissent de développer davantage de semi-conducteurs organiques, car ils présentent des avantages évidents par rapport aux semi-conducteurs inorganiques. Maintenant, scientifiques, dirigé par le professeur Makoto Tadokoro de l'Université des sciences de Tokyo, rapport sur la synthèse d'une nouvelle substance organique avec des applications potentielles en tant que semi-conducteur de type n. Cette étude est publiée dans la revue Chimie organique et biomoléculaire . Selon le professeur Makoto Tadokoro, « dispositifs à semi-conducteurs organiques, contrairement aux dispositifs semi-conducteurs inorganiques durs, sont très doux et sont utiles pour créer des appareils portables adhésifs qui peuvent facilement s'adapter à une personne." Cependant, malgré les avantages des semi-conducteurs organiques, il existe très peu de molécules stables connues qui portent les propriétés physiques des semi-conducteurs de type n, par rapport aux semi-conducteurs inorganiques de type n.

La N-hétéroheptacènequinone est un candidat potentiel bien connu pour les matériaux semi-conducteurs de type n. Cependant, il présente quelques inconvénients :il est instable à l'air et à la lumière UV-visible, et il est insoluble dans les solvants organiques. Ces inconvénients entravent les applications pratiques de cette substance en tant que semi-conducteur.

Une équipe de scientifiques japonais—Dr. Kyosuke Isoda (Faculté d'ingénierie et de conception, Université Kagawa; ex-Université des sciences de Tokyo), M. Mitsuru Matsuzaka (ex-Université des sciences de Tokyo), Dr Tomoaki Sugaya (Institut de technologie de Chiba, ex-Université des sciences de Tokyo), et le professeur Tadokoro—visant à combler ce fossé, et identifié une nouvelle substance appelée C ⁶ OAHCQ, dérivé de la N-hétéroheptacènequinone, qui pallie les inconvénients de la N-hétéroheptacènequinone.

Pour obtenir cette substance, La N-hétéroheptacènequinone a été soumise à un processus en quatre étapes de réactions chimiques impliquant un reflux répétitif, évaporation, recristallisation, et chauffage. Le produit final obtenu était C ⁶ OAHCQ, un solide rouge. C ⁶ L'OAHCQ a une structure cristalline quasi-plane unique impliquant deux « squelettes » de tétraazanaphtacène et un axe de benzoquinone. Il a huit atomes imino-N déficients en électrons et deux fragments carbonyle.

Pour confirmer ses propriétés électrochimiques, C ⁶ L'OAHCQ a été soumise à une série de tests dont une spectroscopie d'absorption UV-visible à l'état de solution, voltamétrie cyclique, et le calcul théorique du potentiel électrostatique. Il a également été comparé à un analogue de la tétraazapentacènequinone.

Ces tests ont révélé certaines propriétés uniques de C ⁶ OAHCQ. Les atomes imino-N déficients en électrons et deux fragments carbonyle en C ⁶ OAHCQ lui confère un comportement accepteur d'électrons. En réalité, le nombre d'électrons acceptés par C ⁶ OAHCQ est plus que cela par le fullerène C ⁶⁰ , ce qui suggère une conductivité améliorée. La voltamétrie cyclique a montré que C ⁶ L'OAHCQ présentait des quatre étapes réversibles, ondes de réduction à quatre électrons, qui indiquait que C ⁶ OAHCQ est stable et a un bon potentiel électrostatique; la spectroscopie UV-visible a également montré sa stabilité en lumière UV-visible. C ⁶ L'OAHCQ a également montré des propriétés électrochromes, qui permettent son application potentielle dans de nombreux domaines spécialisés tels que le développement de fenêtres intelligentes, rétroviseurs électrochromes, et des dispositifs d'affichage électrochromes. C ⁶ L'OAHCQ s'est également avérée avoir une excellente solubilité dans les solvants organiques courants. Il s'est avéré globalement avantageux et avait des propriétés améliorées par rapport à l'analogue tétraazapentacènequinone.

La synthèse de C organique ⁶ L'OAHCQ est un nouveau pas en avant dans la recherche sur les semi-conducteurs, en raison de ses propriétés distinctives qui le distinguent des semi-conducteurs organiques existants. C ⁶ L'OAHCQ est également une étape révolutionnaire dans le scénario de recherche actuel dominé par les semi-conducteurs inorganiques. Le professeur Tadokoro et son équipe affirment l'importance de cette nouvelle substance, en déclarant, "l'identification de ce squelette moléculaire accepteur organique qui a la propriété de recevoir des électrons de manière stable est très importante, car il peut être utilisé pour développer des dispositifs moléculaires dotés de nouvelles fonctionnalités. Ces appareils sont mous, contrairement aux dispositifs semi-conducteurs inorganiques durs, et peut aider à créer des appareils portables."