Elektronika z plastyku Adam Proń 1,2 i Renata Rybakiewicz 2 1 Komisariat ds Energii Atomowej, Grenoble 2 Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej
Elektronika krzemowa Krzem Jan Czochralski 1885-1953 Krzem polikrystaliczny Krzem monokrystaliczny
Urządzenia do otrzymywania monokryształów krzemu, ich cięcia i polerowania Produkcja krzemu jest bardzo energochłonna. Otrzymanie Si z SiO 2 wymaga stosowania bardzo wysokich temperatur. Dodatkowa energia potrzebna jest na stopienie otrzymanego krzemu i otrzymanie monokryształu np. metodą Czochralskiego. Pocięcie monokryształu krzemu na płytki i ich wypolerowanie również wymaga dużej energii.
Monokrystaliczny krzem ma bardzo kiepskie właściwości mechaniczne. Komputer zrzucony z II pietra na ulicę na ogół ulega zniszczeniu. Polimery, z kolei, wykazują znakomite właściwości mechaniczne. Możemy bez obawy rzucić z II piętra gumową piłkę. Połączenie właściwości elektrycznych półprzewodników nieorganicznych z właściwościami mechanicznymi tworzyw sztucznych byłoby więc bardzo pożądane. Co więcej, wytwarzanie elementów elektronicznych z tworzyw sztucznych nie jest energochłonne. Można również w tym przypadku stosować techniki drukarskie, takie jak przy produkcji gazet i książek.
Nagroda Nobla w dziedzinie nauk chemicznych w 2000 r. Alan J. Heeger Hideki Shirakawa Alan G. MacDiarmid
Koleje życia naukowca
Elektronika organiczna vs elektronika krzemowa
Polimerowa elektronika drukowana
Przykłady urządzeń elektronicznych wykonanych z materiałów organicznych Świecąca klawiatura z organicznych diod elektrouminescencyjnych Najcieńszy giętki kolorowy ekran grubość 0,05 mm (Samsung) Największy organiczny kolorowy ekran (40 cali) (Samsung) Lampa z organicznych diod elektroluminescencyjnych Organiczne diody elektroluminescencyjne w telefonie komórkowym Kolorowy ekran w aparacie cyfrowym
Szczególne zastosowanie organicznych ogniw fotowoltaicznych
Regularne ułożenie cząsteczek w półprzewodniku organicznym
Zamiast rozważać przemieszczanie się pięciu taksówek wygodniej jest rozpatrywać ruch jednej dziury taksówkowej w przeciwnym kierunku
Elektronika organiczna materiały organiczne o właściwościach półprzewodnikowych stanowią elementy aktywne urządzeń elektronicznych Organiczny tranzystor polowy (OFET) Organiczna dioda elektroluminescencyjna (OLED) Organiczne ogniwo fotowoltaiczne (OPC)
Organiczne ogniwa fotowoltaiczne Al, Ca, Mg ITO Electrode Active layer Electrode Energia świetlna Ogniwo Energia elektryczna
Organiczno-nieorganiczna elektronika hybrydowa (heterozłącze objętościowe) O OCH 3 C 6 H 13 * S n * absorpcja fotonu - + ekscyton Transport elektronów Katoda Anoda Transportt dziur elektronowych półprzewodnik typu p półprzewodnik typu n
Nanokryształy półprzewodników II-VI Warstwa ligandów (1-2 nm) CdSe Rdzen niorganiczny (2-7 nm)
Morfologiczne postaci nanokryształów CdSe: Nanokryształy, pokazane na rysunku, są o tyle razy mniejsze od piłeczki tenisowej ile razy piłeczka jest mniejsza od kuli ziemskiej. 20 nm 50 nm 50 nm 100 nm Sfery Nanoprety Rozgałezione Tetrapody
Heterozłącze objetościowe polimeru i nanokryształów
Rozpoznawanie molekularne pomiędzy polimerem i ligandem nanokryształu
PODSUMOWANIE Wiek XXI nie będzie jednak wiekiem elektroniki organicznej lecz wiekiem elektroniki molekularnej, w której rolę S N tranzystorów, diod, N fotodiod S i ogniw pełnić będą pojedyncze cząsteczki.