Genombrott för forskare inom organisk elektronik

Dagens elektronik är till största delen baserad på oorganiska halvledare, som till exempel kisel. En avgörande teknologi som används för att få komponenter till solceller och LED-skärmar att fungera är en process som kallas dopning, där föroreningar vävs in i halvledaren för att förbättra dess förmåga att leda elektricitet. För organiska, det vill säga kolbaserade, halvledare är denna dopning av lika stor betydelse. Sedan upptäckten av elektriskt ledande plaster eller polymerer har forskning och utveckling inom organisk elektronik accelererat snabbt. OLED-displayer är ett exempel som redan finns på marknaden, bland annat i senaste generationen smarta telefoner. Andra tillämpningar har ännu inte nått dit, bland annat på grund av att de organiska halvledarna inte har varit tillräckligt effektiva. Dopning i de organiska halvledarna sker genom en så kallad redoxreaktion, vilket innebär att en dopningsmolekyl får en elektron av halvledaren. Den elektriska ledningsförmågan hos halvledaren ökar. Ju fler dopningsmolekyler det går att stoppa in i halvledaren desto bättre ledningsförmåga. Men bara till en viss gräns, sedan avtar ledningsförmågan. Gränsen för de dopade organiska halvledarnas effektivitet har satts av att dopningsmolekylerna bara kunnat ta emot en elektron vardera. I en artikel i den vetenskapliga tidskriften Nature Materials visar nu professor Christian Müller och hans forskningsgrupp, tillsammans med kollegor vid sju universitet, att det går att förflytta två elektroner till varje dopningsmolekyl. – Den blir då i ett slag, genom så kallad ”dubbeldopning”, dubbelt så effektiv, säger David Kiefer, doktorand i gruppen och förste författare av artikeln, i ett pressmeddelande. – Hela forskarfältet har varit helt inne på att studera en typ av material som bara tillåter en redoxreaktion per molekyl. Vi valde att titta på en annan typ av polymer, med lägre joniseringsenergi, som tillåter två elektronöverföringar. Det är egentligen väldigt enkelt, säger Christian Müller, professor i polymervetenskap vid Chalmers. Upptäckten kan komma att tillåta ytterligare förbättringar för nya teknologier som i dag inte är tillräckligt konkurrenskraftiga för att nå ut på marknaden.