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En el desarrollo de la electrónica orgánica del futuro, aún se ha experimentado poco con dopaje de materiales. Ahora, científicos del Instituto Catalán de Nanotecnología y de la Universidad de Barcelona han añadido átomos de litio a un compuesto organometálico, una adición de impurezas que resulta esencial en la fabricación de semiconductores. El estudio ha sido portada de la revista Nature Materials.
Científicos de centros de investigación catalanes han logrado modificar de forma selectiva el comportamiento electrónico y magnético de ftalocianinas metálicas –un compuesto organometálico– mediante la adición intencionada de impurezas, en concreto de átomos de litio.
Las ftalocianinas metálicas tienen una estructura simétrica compuesta por ocho anillos que rodean un núcleo atómico metálico y con diferentes espacios donde pueden insertarse los átomos dopantes. Y el proceso de adición de impurezas se conoce como dopaje.
“Se trata de un proceso fundamental en la elaboración de dispositivos semiconductores que puede llegar a ser muy útil en el desarrollo de materiales para nuevos tipos de dispositivos electrónicos”, explica Roberto Robles, del Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología (Instituto Catalán de Nanotecnología ICN-CSIC).
“En el campo de los materiales inorgánicos, como los semiconductores tradicionales, ha sido ampliamente estudiado, pero aún sabemos muy poco del dopaje de materiales orgánicos –añade–. Y este hecho ha limitado el desarrollo de nuevos tipos de materiales para la electrónica orgánica del futuro, como por ejemplo los superconductores orgánicos, que prometen unas funciones singulares y características mejoradas”.
El estudio, donde también han participado otros investigadores del ICN y la Universidad Autónoma de Barcelona, ha sido publicado en portada en la revista Nature Materials.
Mediante cálculos electrónicos, el equipo identificó en las moléculas de ftalocianina los espacios preferidos por los átomos de litio y determinaron sus estados de carga y espín. De esta forma demostraron que, en función del lugar donde se coloque el átomo de litio, el electrón se dirige al ion metálico o a la parte orgánica del compuesto.
Referencia bibliográfica:
Cornelius Krull, Roberto Robles, Aitor Mugarza, Pietro Gambardella. “Site‐ and orbital‐dependent charge donation and spin manipulation in electron‐doped metal phthalocyanines”. Nature Materials 12: 337‐343, 2013. DOI: 10.1038/nmat3547.
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