L'électronique flexible est l'une des tendances technologiques les plus importantes aujourd'hui. Le marché croît si vite qu'il devrait doubler de valeur au cours de la prochaine décennie.

Équipement optoélectronique extrêmement léger et même pliable qui fournit, détecte et contrôle la lumière deviendra monnaie courante dans un proche avenir. De nombreuses recherches avancent dans ce sens, comme en témoigne un article récemment publié dans Rapports scientifiques .

L'article décrit une étude expérimentale et théorique menée par des chercheurs brésiliens et italiens pour améliorer les propriétés optiques et électroniques du polythiophène, un polymère électriquement conducteur et électroluminescent. Biologique, léger, flexible et facile à traiter, il est très attractif en termes mécaniques.

"La configuration du polythiophène traité de la manière la plus courante, par spin casting, est tellement désordonnée qu'elle altère ses performances optiques et électroniques. Dans notre étude, nous avons entrepris de modeler le matériau de manière plus ordonnée et de le rendre plus sélectif dans l'émission et l'absorption de la lumière, " a déclaré Marilia Junqueira Caldas, professeur titulaire à l'Institut de physique de l'Université de São Paulo (IF-USP) au Brésil. Caldas a participé à l'étude en contribuant au cadre théorique qui a décrit et expliqué les données expérimentales.

Le motif qu'elle a mentionné a été obtenu via un arrangement d'empilement étonnamment simple. Une goutte de polymère en solution a été déposée sur un substrat. En s'évaporant, un tampon en élastomère a été apposé dessus pour réaliser une séquence de rayures parallèles, qui organisait la structure interne du matériau.

"Le motif a permis au polymère d'absorber et d'émettre de la lumière de manière très prévisible, de sorte que l'émission de lumière stimulée était possible à des fréquences impossibles avec un film désordonné. En plus de ce gain de sélectivité, le dispositif résultant était beaucoup plus léger que d'autres avec une fonction similaire basée sur des couches empilées de plusieurs types de semi-conducteurs, " dit Caldas.

Elle a expliqué la relation entre la sélectivité et l'ordre comme suit. "Nous avons calculé sa dynamique moléculaire pour savoir comment il se comportait dans la phase désordonnée. Nous avons obtenu un ensemble de structures imbriquées et couplées. Dans cette situation, un électron déplacé de sa position initiale par incidence lumineuse peut se désaligner avec le trou laissé dans la chaîne atomique et migrer vers des régions éloignées à l'intérieur du matériau, " elle a dit.

"Cela arrive à un grand nombre d'électrons, et l'absorption et l'émission de lumière sont donc fortement désordonnées. La structuration rend les chaînes d'atomes presque linéaires, et les électrons et les trous sont très proches les uns des autres dans les mêmes chaînes. Les électrons migrent puis reviennent à leur point de départ, où ils émettent et absorbent la lumière.

Cette technique a organisé le matériau intrinsèquement désordonné au cours du processus de "croissance, " et à ce titre, il peut être utilisé dans une large gamme d'applications optoélectroniques. "Notre approche démontre une stratégie viable pour diriger les propriétés optiques via le contrôle structurel, et le gain optique observé ouvre la possibilité d'utiliser des nanostructures de polythiophène comme blocs de construction pour les amplificateurs optiques organiques et les dispositifs photoniques actifs, " écrivent les auteurs dans l'article.