LOGO. Semiconductores Organicos

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Pedro Juan Luis Olivera Fernández
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1 LOGO Semiconductores Organicos

2 Integrantes Berjano Fernando Mezzadra Tomás Rodríguez Leandro

3 Semiconductor Orgánico (Intro) Compuesto orgánico bajo la forma de cristal o un polímero que muestra propiedades similares a los semiconductores inorgánicos: Conducción por e - y huecos. Banda Prohibida. Orgánica en oposición a los semiconductores de Si

los semiconductores inorgánicos: Conducción por e - y huecos.

4 Orígenes 1978 Hideko Shirakawa en colaboración con Alan Heeger y Alan MacDiarmi de, descubren los polímeros conductores Publican su descubrimiento en el articulo "Synthesis of electrically contucting organic polymers 2000 galardonados con el Premio Nobel

Publican su descubrimiento en el articulo "Synthesis of

5 Orígenes de la conductividad En general, los sólidos orgánicos son aislantes. Sin embargo, en los cristales formados por moléculas orgánicas que contienen uniones conjugadas π, o incluso los polímeros que contengan uniones conjugadas π, los electrones pueden moverse libremente en los recubrimientos de nubes de electrones π, lo que permite la conducción de electricidad. Se pueden dopar los materiales orgánicos con metales para aumentar su conductividad.

polímeros que contengan uniones conjugadas π, los electrones pueden moverse libremente en los recubrimientos de

6 Orígenes de la conductividad Los semiconductores orgánicos poseen características similares a los semiconductores inorgánicos. Semiconductor inorgánico Banda de valencia Banda de conducción Semiconductor orgánico HOMO LUMO Banda prohibida Banda prohibida

7 Ventajas Ligeros: de fácil portabilidad Flexibilidad Facilidad de fabricación y ensamblaje Bajo Costos de fabricación

8 Desventajas Desechables Tiempo de Vida Relativamente lentos

9 Aplicaciones Los semiconductores orgánicos son utilizados en el ámbito de la optoelectrónica para el desarrollo de: Diodos orgánicos emisores de luz (OLED) con los Energía solar. Transistores de efecto de campo o FET. Ventanas inteligentes que se oscurecen cuando hay demasiado sol. (Que ya utilizan esta tecnología para hacer lentes que se oscurece cuando se sale al exterior). Papel electrónico

10 Contenidos 1. OLED s 2. OFET s 3. Celulas Fotovoltaicas 4. Aplicaciones

11 Organic LED - Estructura Cátodo: Metal Ánodo: conductor opticamente transparente Al combinarse un hueco y un electrón se emite un fotón Material organico fluorescente

12 Organic LED - Funcionamiento Principio de Fotoluminiscencia

13 Organic LED - PMOLED PMOLED (Passive Matrix Organic LED)

14 Organic LED - PMOLED Ventajas Estructura simple Costo reducido Diversos tamaños Desventajas Menor mobilidad comparado con los wafers de Silicio Generalmente no operan bajo el modo inversión

15 Organic LED - AMOLED AMOLED (Active Matrix Organic LED)

16 Organic LED - AMOLED Ventajas Electrónica integrada Alta resolución Desventajas Mayor costo de fabricación Estructura mas compleja

17 Organic LED Ventajas Diseño robusto Angulo de visión de 160 aún con iluminación ambiental intensa Alta resolución Reducido espesor De un 20% a un 50% mas economico que el LCD Mas liviano No requiere lámparas, polarizadores ni difusores adicionales Se puede fabricar en materiales plásticos Flexibles Transparentes Desventajas Dificultades en la fabricación Poca confiabilidad en los colores

requiere lámparas, polarizadores ni difusores adicionales Se puede fabricar en materiales

18 Organic LED - Aplicaciones

19 Organic LED - Aplicaciones

20 Organic LED - Videos

21 Organic LED - Videos

22 Organic LED - Videos

23 Transistores Organicos Son transistores que utilizan moleculas organicas en lugar de Silicio para su material activo. Este puede estar compuesto por una amplia variedad de moleculas. Ventajas Compatibilidad con sustancias plasticas Baja temperatura de fabricación ( C) Menor costo en los procesos de deposición como spin-coating, printing, evaporation Desventajas Menor mobilidad comparado con los wafers de Silicio Generalmente no operan bajo el modo inversión

24 Organic FET De similares características al MOSFET Los OFET operan en modo acumulación. Esto hace dificil de implementar la logica complementaria, pero existe varias soluciones para ello Una tecnica es utilizando capaz de semiconductores organicos para lograr heteroestructuras que permitan canales N y P.

25 Organic FET Si no aplicamos tensión de Gate, al no estar dopado intrinsecamente no habrá portadores circulando. Por lo tanto si aplicamos una tensión Source-Drain circulará una corriente minima debido a la alta resistencia del semiconductor.

26 Organic FET Si aplicamos un voltaje negativo, se inducen cargas positivas, formando un canal P. Si el nivel de Fermi de Source/Drain esta cerca del nivel HOMO, entonces aplicando una Vds circularan cargas positivas. Entonces decimos que se trata de un semiconductor tipo P.

27 Organic FET Si aplicamos un voltaje positivo, se inducen cargas negativas, formando un canal N. Si el nivel de Fermi de Source/Drain esta cerca del nivel LUMO, entonces aplicando una Vds circularan cargas negativas. Entonces decimos que se trata de un semiconductor tipo P.

28 Organic TFT Los TFTs son transistores creados utilizando films delgados, en general de Silicio depositado sobre vidrio. El Silicio depositado debe ser cristalizado usando pulsos laser a altas temperaturas. Los OTFTs compiten fuertemente con los inorganicos pues sus capas activas pueden ser depositadas a temperaturas mucho menores (alrededor de 60 C)

29 Organic TFT Ventajas No requiere un sustrato de vidrio Baja temperatura de fabricación Se puede crear sobre plastico Técnicas de deposición de mucho menor costo Desventajas Algunas complicaciones debido a su fotoresistencia Baja movilidad y velocidad de transición

30 Celulas Fotovoltaicas Celulas solares organicas Producen electricidad a partir de la luz solar utilizando polimeros semiconductores Fulereno (Tipo n ) Par de Enlaces PEDOT (tipo p ) Sulfonato de Estireno (tipo p )

31 Celulas Fotovoltaicas Principio de funcionamiento En una analogía con semiconductores inorganicos: Los fotones recibidos de la luz solar hacen que los electrones pasen a la banda de conducción La energía necesaria para ello determina la máxima longitud de onda que puede ser convertida en energía eléctrica

32 Celulas Fotovoltaicas Ventajas Puede ser depositada en superficies flexibles Bajo costo Ligeras Desventajas Poca vida útil (degradación debida a la luz solar) Bajo rendimiento (menores al 5%)

33 Celulas Fotovoltaicas

34 RF ID Transponder Identificación por radiofrecuencia Trabaja con frecuencias mayores a 1MHz Menor costo de fabricación Menor espesor

35 Organic Smart Pixel Integrando un OLED con un OTFT Rápida velocidad de respuesta Menor costo de fabricación debido a la integración

36 Piel Sintetica También denominada E-Skin Capaz de dar sensibilidad al tacto, temperatura, etc. Utilizada en robots Esta formada por una red de transistores organicos La misma es flexible y toma la forma del objeto a cubrir

37 LOGO

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