الکترونیک آلی (Organic Electronics)
الکترونیک آلی رشته‌ای از علم مواد است که در رابطه با طراحی، سنتز، خصوصیات و کاربرد مولکول‌ها یا پلیمرهای آلی است که خواص الکترونیکی مطلوبی مانند رسانایی را نشان میدهند. برخلاف رساناها و نیمه هادی های معدنی معمولی، مواد الکترونیکی آلی از مولکول ها یا پلیمرهای آلی (مبتنی بر کربن) با استفاده از استراتژی های مصنوعی توسعه یافته در زمینه شیمی آلی و شیمی پلیمر ساخته می شوند. یکی از مزایای وعده داده شده الکترونیک ارگانیک، هزینه پایین بالقوه آنها در مقایسه با الکترونیک سنتی است. خواص جذاب هادیهای پلیمری شامل رسانایی الکتریکی آنها که میتواند با غلظت مواد ناخالص تغییر کند و انعطافپذیری مکانیکی نسبتاً بالای آنها است. مواد رسانای آلی را می توان به دو دسته اصلی دسته بندی کرد: پلیمرها و جامدات مولکولی رسانا و نمک ها. ترکیبات آروماتیک چند حلقه ای مانند پنتاسن و روبرن اغلب در صورت اکسید شدن جزئی مواد نیمه رسانا را تشکیل می دهند.
پلیمرهای رسانا معمولاً ذاتاً رسانا یا حداقل نیمه هادی هستند. آنها گاهی اوقات خواص مکانیکی قابل مقایسه با پلیمرهای آلی معمولی از خود نشان میدهند. هردو روش سنتز آلی و پراکندگی پیشرفته را میتوان برای تنظیم خواص الکتریکی پلیمرهای رسانا، برخلاف رساناهای معدنی معمولی، مورد استفاده قرار داد. دستهای از پلیمرهای رسانا که به خوبی مطالعه شدهاند عبارتند از پلی استیلن، پلی پیرول، پلی تیوفن ها و پلی آنیلین. پلی و مشتقات آن پلیمرهای نیمه رسانای الکترولومینسانس هستند. امروزه از این علم در ساخت قطعات، سنسورها به وفور استفاده میشود.
محققان دانشگاه توکیو ازجمله افرادی هستند مه در زمینه الکترونیک آلی پیشگام بودهاند. به عنوان مثال، توانستند یک پوست الکترونیک نوری را با یک صفحه نمایش LED بسیار نازک و انعطافپذیر بسازند که میتواند در پشت دست شما پوشیده شود. چیزی که این امکان را فراهم می‌کند، حوزه «الکترونیک آلی» است که میتواند برای ایجاد طیف وسیعی از فناوری‌ها از سلول‌های خورشیدی چاپی گرفته تا صفحه‌های کامپیوتری که می‌توانید آنها را جمع کنید و در جیب خود بگذارید، استفاده شود. این نام از استفاده از نیمه هادیهای آلی گرفته شده است، که با موادی مبتنی بر کربن به جای سیلیکون مانند الکترونیک معمولی ساخته میشوند.
شیمی نیمه هادی های آلی را میتوان به روش هایی تغییر داد که با موادی مانند سیلیکون غیرممکن است. نیمه هادیهای آلی میتوانند محلول باشند و میتوانند به جوهر تبدیل شوند. این بدان معناست که امکان چاپ مدارهای الکترونیکی با پتانسیل تولید قطعات به سرعت چاپ روزنامه وجود دارد. و از آنجا که آنها بر اساس مواد پلاستیکی هستند، این مدارها همچنین میتوانند انعطافپذیر شوند و دیگر نیازی به نشستن در جعبه های سفت و سخت ندارند.
در سال 1862 هنری لثبی، پلی آنیلین را توصیف کرد که بعداً نشان داد که رسانای الکتریکی است. کار بر روی سایر مواد آلی پلیمری به طور جدی در دهه 1960 آغاز شد. به عنوان مثال در سال 1963، یک مشتق از تترایودوپیرول نشان داده شد که رسانایی یک زیمنس بر سانتیمتر مربع را نشان میدهد. در سال 1977، کشف شد که اکسیداسیون رسانایی پلی استیلن را افزایش میدهد. جایزه نوبل سال ۲۰۰۰ شیمی به‌طور مشترک به آلن جی هیگر، آلن مک‌دایارمید و هیدکی شیراکاوا برای کار در مورد پلیمرهای رسانا اهدا شد، که خانواده‌های بزرگ پلیمرهای رسانای الکتریکی از جمله پلی تیوفن، پلی فنیلن سولفید و سایر موارد را شناسایی کردند. بعد از آن ترانزیستورهای اثر میدانی OFET با استفاده از پلی تیوفن ساخته شد که رسانایی بسیار بالایی را نشان میدهد. سپس در سال 1987 اولین دیود آلی تولید شد.
آندره برنانوز اولین کسی بود که الکترولومینسانس را در مواد آلی مشاهده کرد؛ با این وجود، چینگ دبلیو تانگ و استیون ون اسلایک، ساخت اولین دیودهای ساطع نور آلی (OLED) عملی را در سال 1987 گزارش کردند.این نتایج نشان داد که مواد الکترولومینسانس میتوانند جایگزین روشنایی با رشته داغ سنتی شوند. تحقیقات بعدی، پلیمرهای چند لایه را توسعه داد و زمینه جدید تحقیقات الکترونیک پلاستیک و OLED و تولید دستگاهها به سرعت رشد کرد.