Чудодейственный материал, сложный в обработке.
«Мы искали биоразлагаемые полупроводниковые материалы», — объясняет Сарычифтчи. «В процессе мы наткнулись на этот библейский материал, известный как индиго. Индиго и его производные обладают истинными полупроводниковыми свойствами». Неудивительно, что индиго показал высокую стабильность: «Индиго использовался, например, в гробницах фараонов, где он до сих пор виден спустя тысячи лет, а синий цвет джинсовой ткани хорошо известен своей стойкостью», — отмечает Сарычифтчи.
Проблема использования индиго в качестве полупроводника заключалась в его технологичности: он практически нерастворим, что, кстати, частично объясняет его стойкость. Однако многие методы производства органических полупроводников требуют предварительного растворения материала, а затем его нанесения на носитель. Сарычифтчи и его группа смогли сделать пигмент растворимым, присоединив к молекуле индиго летучие боковые группы. При нагревании выше 100°C эти боковые группы снова разделяются.
Это устранило главное препятствие для использования индиго в качестве полупроводника, говорит Сарычифтчи: «Мы рассматриваем эту стабильность индиго как революционное преимущество. Мы призываем всех, кто работает над органическими транзисторами, впредь сосредоточиться на этом классе материалов».
Неразрешенные вопросы о солнечных батареях и светодиодах
: означает ли это, что вся область органических полупроводников теперь может перейти на соединения индиго? Сарычифтчи выражает осторожность: «Из-за водородных связей индиго обладает сильными свойствами гашения люминесценции». Эта слабая связь между молекулами, которая играет значительную роль в льду, оказывает разрушительное воздействие на оптические приложения.
Например, функционирование солнечных батарей основано на взаимодействии светового излучения с материалом, которое высвобождает электроны и инициирует ток. Однако в молекулах индиго такие «возбужденные» электронные состояния быстро рассеиваются и преобразуются в тепло, прежде чем их можно будет использовать. Это означает, что как солнечные батареи, так и светодиоды будет сложно изготавливать с использованием семейства соединений индиго. «Мы пытаемся избежать этой проблемы, но реального решения пока нет», — объясняет Сарычифтчи. Этот аспект в настоящее время исследуется. Транзисторы не затронуты этими проблемами.
исследователь в области имплантационной электроники,
видит большой потенциал в медицинских приложениях для материалов на основе индиго. «Мы уделяем особое внимание биосовместимости транзисторов на основе индиго; нам удалось продемонстрировать, что они могут функционировать даже под водой при различных уровнях pH». Это означает, что их можно использовать для имплантации в ткани человека. «Это открывает двери для биоприложений», — отмечает Сарычифтчи. Недавно его группа опубликовала несколько статей на эту тему в престижных журналах и получила патент. В 2014 году они начали организовывать ежегодную конференцию по биоэлектронике (www.bioel.at).
Низкая стоимость базового материала также может стать решающим преимуществом. «Это станет убедительным аргументом для будущих массовых применений», — отмечает Сарычифтчи.
