Entrevistas com plenaristas do XIII Encontro da SBPMat: Alberto Salleo (Universidade de Stanford, EUA).



Professor Alberto Salleo.

“Dispositivos Eletrônicos Orgânicos” é o tema da palestra plenária que será proferida pelo Professor Alberto Salleo no XIII Encontro Anual da SBPMat. O professor Salleo dirige um grupo de pesquisa na Universidade de Stanford (EUA), voltado para o desenvolvimento de novos materiais e técnicas de processamento para dispositivos eletrônicos / fotônicos de áreas amplas e flexíveis. Salleo se formou em Química, com láurea acadêmica, em 1994 pela Universidade La Sapienza, de Roma (Itália).  Concluiu seu mestrado em 1998 e seu doutorado em 2001, em Ciência de Materiais, pela Universidade de California, Berkeley (EUA). Ele passou 4 anos no Centro de Pesquisa Palo Alto (EUA) antes de se juntar ao Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Stantford em dezembro de 2005.  Salleo é Editor Principal da MRS Communications, Editor Associado do Journal of Electronic Materials, e membro do Conselho Consultivo do Journal of Organic Electronics. Recebeu o Early Career Achievement Award da SPIE, a sociedade internacional de Óptica e Fotônica, e o 3M Untenured Faculty Award, entre outras honras. Ele é autor ou coautor de mais 140 trabalhos em periódicos com revisão por pares, bem como de 6 capítulos de livros, além de ser o coautor de um livro sobre eletrônica flexível.

Confira abaixo nossa entrevista com o palestrante.

Boletim da SBPMat: – Escolha algumas de suas publicações mais destacadas sobre eletrônica orgânica e compartilhe-as com nossos leitores.

Alberto Salleo: – Meu grupo tem se interessado, há bastante tempo, pelo papel que as imperfeições exercem no transporte nos semicondutores orgânicos. Combinamos a caracterização dos materiais para correlacionar estrutura e propriedades, realmente nos aprofundando na “Ciência de Materiais” dos semicondutores orgânicos. Em 2009, investigamos a função da estrutura das bordas de grão no transporte de cargas em semicondutores cristalinos [J. Rivnay, L. Jimison, J. Northrup, M. Toney, R. Noriega, T. Marks, A. Facchetti, A. Salleo, “Large Modulation of Carrier Transport by Grain Boundary Molecular Packing and Microstructure in Organic Semiconductor Thin Films.  Implications for Organic Transistor Performance”, Nature Materials 8, 952-958 (2009)]. Depois, estendemos nosso trabalho para compreender como a microestrutura dos polímeros semicristalinos afeta a mobilidade do portador, e esboçamos algumas regras básicas para os materiais [R. Noriega, J. Rivnay, K. Vandewal, F.P.V. Koch, N. Stingelin, P. Smith, M.F. Toney, A. Salleo, “A general relationship between disorder, aggregation and charge transport in conjugated polymers“, Nature Materials, 12, 1037-1043 (2013)].

Nos últimos anos, temos nos interessado nos processos fundamentais da geração de cargas na fotovoltaica orgânica. Em colaboração com outros grupos, descobrimos o intermediário fundamental do processo de produção de cargas, que é o estado de transferência de carga termalizado. [K. Vandewal, S. Albrecht, E.T. Hoke, K.R. Graham, J. Widmer, J.D. Douglas, M. Schubert, W.R. Mateker, J.T. Bloking, G.F. Burkhard, A. Sellinger, J.M.J. Frechet, A. Amassian, M.K. Riede, M.D. McGehee, D. Neher, A. Salleo, “Efficient charge generation by relaxed charge-transfer states at organic interfaces”, Nature Materials 13, 63-68 (2014)].

O transporte de cargas em microestruturas poliméricas heterogêneas é dominado pela percolação através de regiões ordenadas.

Boletim da SBPMat: – Em sua opinião, quais são os principais desafios da eletrônica orgânica para a Ciência e Engenharia de Materiais?  E quais serão as principais aplicações dos semicondutores orgânicos que veremos no cotidiano nas próximas décadas?

Alberto Salleo: – Como esses materiais apresentam ligações de van der Waals fracas, sua microestrutura é muito dependente dos processos. Esta é uma propriedade excelente para os estudos fundamentais, uma vez que ela nos permite produzir uma grande variedade de estruturas com relativa facilidade. Por outro lado, a maioria das aplicações exige que muitos (às vezes, milhares) de dispositivos sejam integrados, o que impõe restrições rigorosas sobre a reprodutibilidade das características elétricas. Alcançar o nível de reprodutibilidade necessário para construirmos circuitos minimamente complexos ainda é desafiador.

Quanto às aplicações, é importante pensar em um espaço que seja bem adaptado às propriedades únicas dos semicondutores orgânicos. Displays de OLED já estão no mercado, mas talvez no futuro possam ser acionados por transistores orgânicos para expandir ainda mais sua flexibilidade, além da sustentabilidade em sua fabricação. OLEDs também são promissores como fontes de iluminação com baixo consumo e custos reduzidos. Claro, há um progresso contínuo na fotovoltaica, e a possibilidade de os materiais orgânicos integrarem células tandem vem se tornando cada vez mais realista, enquanto descobertas fundamentais também podem torná-los competitivos como junções simples para aplicações às quais sua leveza e flexibilidade agreguem valor. Por fim, há diversas aplicações que não exigem grande velocidade, mas que se beneficiam das propriedades mecânicas dos orgânicos. Estou falando da bioeletrônica e dos eletrônicos vestíveisos quais têm crescido significativamente nos últimos tempos. Dispositivos orgânicos têm sido usados para monitorar sinais cerebrais e entregar medicamentos em determinados pontos do organismo, além medir o batimento cardíaco ou a taxa de oxigênio sanguíneo.   

Boletim da SBPMat: – Conte-nos um pouco a respeito da palestra plenária sobre dispositivos eletrônicos orgânicos que dará no XIII Encontro da SBPMat.

Alberto Salleo: – Meu interesse é compreender como a microestrutura e as imperfeições exercem uma função nas propriedades dos materiais. No fim das contas, essas relações são importantes para todos os dispositivos, portanto, considero que nosso trabalho é bastante fundamental, independentemente das aplicações. Meu objetivo na palestra é escolher um dispositivo (ainda tenho alguns meses para decidir qual!) e demonstrar exatamente como a estrutura do material, em todas as escalas, afeta o seu comportamento. Esse tipo de estudo estabelece um nexo entre os cientistas que produzem os materiais, aqueles que os processam, e aqueles que projetam os dispositivos.


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