Economici, facili da produrre e ottimi candidati per la produzione di transistor e circuiti elettronici organici: sono i cristalli di 4-idrossicianobenzene studiati da un ricercatore di Sincrotrone Trieste in collaborazione con il dipartimento di Fisica dell'Universita' di Bologna, e descritti in un lavoro scientifico pubblicato sull'ultimo numero di Advanced Materials, rivista leader nel settore delle nuove tecnologie.
L'impiego di molecole organiche per la produzione di dispositivi elettronici sta raccogliendo sempre di piu' l'attenzione del mondo commerciale, tanto da far pensare a molti esperti, per un futuro non troppo lontano, a una massiccia sostituzione dei materiali inorganici tradizionalmente usati nella produzione delle piu' comuni apparecchiature tecnologiche. La corsa dell'elettronica organica, pero', si scontra con diverse questioni ancora irrisolte sull'efficienza e le performance raggiunte: capire le proprieta' elettroniche delle molecole organiche impiegate in quest'ambito e' fondamentale per fare questo salto di qualita' e passare dall'ambito della ricerca a quello della produzione su larga scala.
Il lavoro sul 4-idrossicianobenzene va proprio in questa direzione, concentrando l'analisi su una proprieta', la mobilita' di carica, che esprime la velocita' con cui gli elettroni possono muoversi all'interno dei suoi cristalli e che e' quindi strettamente legata alla possibilita' di usare il materiale come mezzo per condurre cariche elettriche.
''Diverse ricerche – ha spiegato Beatrice Fraboni, ricercatrice dell'Universita' di Bologna e fra gli autori del paper – hanno evidenziato che alcuni cristalli organici mostrano due valori di mobilita' diversi secondo la lunghezza e secondo la larghezza del cristallo, diversamente da quanto si osserva nei materiali inorganici come il silicio, dove questa proprieta' rimane costante''.
Gli autori della pubblicazione hanno fatto un passo ulteriore, individuando cristalli organici in cui la mobilita' mostra valori differenti in tutte tre le dimensioni considerate.
''Per la prima volta – ha proseguito Alessandro Fraleoni Morgera, ricercatore di Sincrotrone Trieste e primo autore del lavoro pubblicato – abbiamo analizzato la mobilita' di alcuni cristalli nella direzione della profondita' e abbiamo trovato un terzo e diverso valore: il fatto che questi cristalli siano anche facilmente ottenibili per semplice crescita a partire da una soluzione, li rende in prospettiva ottimi candidati per la costruzione di circuiti elettrici a tre dimensioni. Con un solo ingrediente''.
Gli autori del paper hanno analizzato con la tecnica di diffrazione a raggi X la struttura cristallina dell'4-idrossicianobenzene, trovando una correlazione fra l'arrangiamento molecolare del materiale e la possibilita' di condurre le cariche elettriche. Si tratta di un contributo significativo al tentativo – che sta oggi impegnando molti ricercatori – di elaborare un modello coerente per spiegare le modalità di trasporto del segnale elettrico all’interno dei materiali organici, con l'obiettivo finale di aumentare le performance dei dispositivi già esistenti, dai transistor ai led organici alle celle fotovoltaiche.