Control òptic de transistors orgànics emissors de llum

La primera vegada que es va proposar l’ús d’una molècula orgànica com a element principal per l’actuació d’un dispositiu capaç de deixar passar el corrent en un únic sentit, el que anomenem díode, va ser el 1974 i va ser merament una proposta teòrica. Des d’aleshores, l’optoelectrònica orgànica ha experimentat grans avenços en poques dècades i ara ha arribat a oferir-nos pantalles generades amb materials purament orgànics (polímers i molècules aromàtiques) que responen en funció d’un input lluminós. Controlar el dispositiu a través de la llum permet molta més versatilitat pel que fa a les seves aplicacions, ja que pot ser manipulat tant a través de la seva intensitat com de la seva longitud d’ona, multiplicant així les funcions del dispositiu.

Actualment s’ha aconseguit generar una nova classe de pantalles que no es limiten a l’emissió de llum en tot el rang del visible (com és el cas dels díodes emissors de llum o les pantalles de cristall líquid) sinó que busquen extreure’n noves funcionalitats com la de modular el corrent i respondre davant d’estímuls lumínics. Aquesta nova generació de dispositius s’anomenen OSOLETs (Optically Switchable Organic Light-Emitting Transisotrs) per les seves sigles en anglès.

La pantalla dels OSOLETs està format per una capa d’un polímer semiconductor orgànic, en què s’han encastat unes molècules orgàniques fotocròmiques que canvien la seva isomeria en funció de la longitud d’ona que incideix sobre elles, modificant així la seva conductivitat i generant l’emissió de fluorescència en els polímers.

El canvi en les propietats elèctriques de les molècules fotocròmiques, generat per un canvi en la longitud d’ona incident, permet controlar el comportament de la capa orgànica semiconductora, que determina el flux de corrent en el dispositiu. En funció de la molècula fotocròmica utilitzada, es pot aconseguir l’emissió de colors blau, vermell i verd sempre utilitzant llum visible o ultraviolada com ‘interruptor’.

Amb aquest tipus de dispositius s’han pogut generar píxels d’una mida per sota del límit de difracció: menys de 1μm, en comparació a les pantalles de retina que treballen amb píxels de 55,5μm. Amb aquesta reducció d’escala, el material podria funcionar com un sistema en què codificar molta informació en un volum reduït de forma reversible, amb potencials aplicacions com les memòries orgàniques no volàtils. A més, podria ser utilitzat com a sensor, i com a sistema d’emmagatzematge d’energia solar.

En l’article de referència publicat al Nature Nanotechnology el Febrer de 2019 per L. How et al., es presenta detallat anàlisi sobre l’estructura i funcionament d’aquests dispositius que s’aconsegueixen fabricar i caracteritzar experimentalment.