Исследователи из Японского национального института передовых промышленных наук и технологий (AIST) обнаружили, что кофейная кислота улучшает электрическую проводимость полупроводников. В частности, тонкая плёнка вещества на поверхности электродов органических полупроводниковых устройств делает перенос энергии в десятки раз более эффективным.
Команда учёных из AIST провела испытание покрытия из кофейной кислоты на базе лаборатории в Цукубе – «научном городе» Японии. Исследователи утверждают, что действие кислоты на электроды заставляет молекулы на поверхности устройства спонтанно структурироваться, тем самым уменьшая сопротивление для прохождения электрического тока. Лабораторные тесты показали, что в отдельных случаях коэффициент прироста проводимости полупроводников достигает 100. В AIST считают, что их открытие пригодится для разработки органических полупроводниковых девайсов, например, органических светодиодов (OLED) или органических фотоэлементов (OPV).
Кофейная кислота – это оптимальное покрытие для полупроводников. Помимо повышения проходимости тока, к её достоинствам следует отнести экологичность. Данное вещество содержится во всех растениях, поскольку оно является одним из промежуточных продуктов в биосинтезе ряда биологически активных веществ, включая лигнин. Её добывают за счёт кипячения кофедубильной кислоты, значительное содержание которой характерно для кофе, со щёлочью. По мнению исследователей, кофейная кислота может выступить альтернативой для традиционных покрытий, которые зачастую являются неэкологичными и неустойчивыми.
В настоящее время производители органических полупроводников улучшают проводимость электродов при помощи материалов, которые нельзя назвать беспроблемными с точки зрения экологии. К примеру, среди наиболее популярных веществ можно выделить Pedot:PSS – полимерную смесь двух иономеров, которая вызывает некоторые опасения как источник загрязнения воды, или триоксид молибдена – оксид редкого металла, не содержащегося в природе в чистом виде.
В AIST испытали покрытие из кофейной кислоты в сочетании с электродами из различных материалов, включая золото, серебро, медь, железо, ITO (оксид индия-олова) и кремний с оксидной плёнкой. Согласно опубликованным учёными результатам тестов, кофейная кислота повысила эффективность переноса заряда, в некоторых случаях прирост составил до 0,5 эВ. Исследователи также отмечают, что данное покрытие выдерживает взаимодействие с органическими растворителями, которые используют в производстве органических полупроводниковых плёнок. Учёные рассчитывают, что в конечном счёте их открытие поспособствует переходу производств полупроводниковых компонентов, включая светодиоды и фотоэлементы, на экологичные начала, а также позволит сделать процесс их переработки более эффективным и простым.
