Organitzacions bi i tridimensionals de molécules electroactives per aplicacions en dispositius

Resum

La preparació de dispositius moleculars amb aplicacions específiques ha atret una gran atenció durant aquests darrers anys, ja que aquests poden oferir nous avantatges respecte la tecnologia basada en l'òxid de silici. Sovint, per la preparació dels dispositius és necessari dipositar les molècules o material sobre un suport sòlid adequat. L'ordenament i l'empaquetament de les molècules són aspectes crucials per la operació del dispositiu i, per tant, és molt important tenir un bon control de com el dissolvent, el substrat i la funcionalització molecular influeixen en les organitzacions moleculars resultants i en les interaccions intermoleculars. En aquesta Tesi s'han estudiat les organitzacions de dues famílies d'espècies electroactives, els tetratiafulvalens (TTFs) i els radicals policlorotrifenilmetílics (PTMs), que s'han utilitzat per la preparació de transistors orgànics d'efecte de camp (OFETs) i interruptors moleculars, respectivament. Els OFETs estan inclosos dintre del que es coneix com l'electrònica dels plàstics. Alguns derivats de TTFs posseeixen unes característiques electròniques i estructurals apropiades per ser utilitzats com a semiconductors orgànics per OFETs. En aquesta Tesi es descriuen els principals resultats obtinguts en la síntesi i estudi de les propietats elèctriques com a OFETs dels derivats de TTF ditiofetetratiafulvalè (DT-TTF) i el dibenzotetratiafulvalè (DB-TTF). OFETs basats en cristalls que han estat processats a partir de solució, han donat mobilitats molt altes d'1 i 3.65 cm2/Vs, pel DB-TTF i el DT-TTF, respectivament. S'han preparat pel·lícules altament ordenades del DT-TTF utilitzant la tècnica de Zone Casting, i s'han obtingut mobilitats de l'ordre del silici amorf i, per tant, amplien la possibilitat d'utilizar-los en l'electrònica de baix cost. Ja que la miniaturització dels dispositius és un dels principals objectius de l'electrònica molecular, la possibilitat de fabricar-los amb un nombre reduït de molècules és una aproximació molt atractiva. Amb aquesta finalitat, s'han preparat monocapes auto-assemblades (SAMs) basades en radicals PTM. Aquestes compostos són espècies multifuncionals ja que combinen propietats òptiques, magnètiques i electroquímiques. Les SAMs s'han preparat sobre substrats derivats del SiO2 i Au. S'ha demostrat el comportament com a interruptor molecular (químic i electroquímic) dels substrats funcionalitzats amb radicals PTM i s'ha utilitzat la resposta òptica o magnètica per llegir l'estat de l'interruptor. D'altra banda, també s'ha estudiat per microscòpia de força atòmica (AFM) i microscòpia d'efecte túnel (STM) el tipus d'organització que formen alguns derivats de TTF i PTM fisisorbits sobre substrats de diferent naturalesa (grafit, mica i SiO2). L'auto-assemblatge sobre grafit d'un derivat de radical PTM funcionalitzat amb tres cadenes alquíliques llargues ha donat lloc a la formació d'estructures tipus fibril·lars altament ordenades, formades per files magnètiques separades per les cadenes alquíliques, que actuen com a barreres diamagnètiques. En el cas dels TTFs, s'ha estudiat l'organització bi i tridimensional del tricarbometoxitetratiafulvalè (TCM-TTF). S'ha observat que les interaccions molècula-molècula, molècula-substrat i molècula-dissolvent tenen un paper molt important en l'organització resultant, formant-se des de capes fins a fibres moleculars.

Data del Ajut	9 de maig 2008
Idioma original	No s'ha definit/desconegut
Supervisor	Marta Mas Torrent (Director/a)