L'optoélectronique basée sur de nouvelles combinaisons moléculaires
La tendance actuelle dans l'industrie électronique est d'utiliser des oxydes de métal à couche mince dans le but de rendre les dispositifs plus petits, plus légers et plus performants. Les oxydes sont déposés suivant une méthode qui facilite la croissance cristalline de façon organisée. La dernière tendance concerne l'usage des nanostructures d'oxyde de métal et leur application polyvalente dans des domaines aussi variés que les capteurs, les batteries, les cellules solaires et le stockage de l'énergie. Des chercheurs européens ont constitué un consortium regroupant des scientifiques experts en photochimie supramoléculaire (basée sur l'assemblage de deux ou plusieurs molécules), science des matériaux nanostructurés non organiques et physique des dispositifs optoélectroniques. Leur objectif était de concevoir de nouveaux dispositifs supramoléculaires en vue d'une intégration dans des électrodes nanocristallines d'oxyde de métal. Grâce au projet Heteromolmat («Nanocrystalline heterosupermolecular materials for optoelectronic applications») financé par l'UE, le consortium a poursuivi le développement de trois dispositifs hétérosupramoléculaires innovants (basés sur deux plusieurs molécules différentes): des diodes électroluminescentes hybrides (HyLED), des capteurs chimiques couplés à la lumière et des dispositifs de conversion de la lumière proche infrarouge (NIR) en énergie. Les HyLED dotés d'oxydes de métal offrent de nombreux avantages par rapport aux LED de type standard et celles strictement organiques. La technologie de l'oxyde de métal offre plusieurs avantages techniques ainsi qu'une production de masse à faible coût. Les HyLED qui ont été développées ont démontré un rendement accru et devraient fournir une alternative intéressante aux LED organiques. L'équipe du projet Heteromolmat a réussi à concevoir et à synthétiser des structures supramoléculaires capables de «reconnaître» des substances toxiques spécifiques telles que le mercure dans un échantillon. Les molécules se lient facilement aux couches d'oxyde de métal grâce aux groupes de liaison qui ont été spécialement intégrés. L'interaction des structures supramoléculaires avec la substance toxique a modifié les propriétés optiques des molécules pour donner un capteur chimique couplé à la lumière. Enfin, les chercheurs ont conçu des dispositifs révolutionnaires de conversion de l'énergie solaire en électricité utilisant le proche infrarouge et basés sur la synthèse de nouvelles teintures proche infrarouge à structures supramoléculaires. Une révolution se prépare dans le domaine de l'énergie solaire du fait de l'énorme potentiel d'énergie disponible et du faible volume actuellement exploité. Peut-être que l'encouragement viendra de la technologie Heteromolmat. En s'appuyant sur son interdisciplinarité et son expertise, le consortium Heteromolmat a pu mettre au point d'importants matériaux semi-conducteurs nanocristallins à structures supramoléculaires. Ils ont intégré avec succès ces matériaux dans des dispositifs optoélectroniques, notamment des LED, des capteurs chimiques diffuseurs de lumière et des dispositifs de conversion de l'énergie électrique en lumière. En prenant comme base une structure métal-oxyde-semiconducteur abordable et évolutive, les innovations sont pratiquement prêtes pour une rapide commercialisation.
