A Uger-uger-Mecah, Silikon Warna-warni Sane Prasida Ngamargiang Listrik

Varian silikon sane anyar kapanggihang inggih punika semikonduktor, para peneliti Universitas Michigan sampun manggihang -asumsi sane ngulang inggian kelas bahan sane eksklusif ngisolasi.

"Materi punika mukak peluang anggen soroh tampilan panel datar anyar, fotovoltaik fleksibel, sensor sane prasida kaanggen utawi busana sane prasida nyihnayang pola utawi gambar sane matiosan," baos Richard Laine, U-M profesor ilmu bahan lan teknik lan ilmu makromolekul makromolekul lan teknik rekomunikasi sane anut ring studi.

Minyak silikon lan karet-polisiklan lan silsesquioksan-inggih punika bahan insulasi tradisional, suksmannyane ipun prasida nahanin aliran listrik utawi panes. Sifatnyane sane tahan ring toya-ngawinang mawiguna ring piranti biomedis, sealant, lapisan elektronik miwah sane lianan.

Tiosan punika, semikonduktor konvensional ketahnyane kaku. Silikon semikonduktor madue potensi sane ngawinang elektronik sane fleksibel Laine katlatarang taler silikon sane wenten ring makudang-kudang warna.

Ring undagan molekuler, silikon kawangun antuk tulang punggung atom silikon miwah oksigen sane magentos (Si-O-Si) antuk gugus organik (berbasis karbon-) sane neket ring silikon. Makudang-kudang wangun 3D saking rantai polimer medal rikalaning mapaiketan sareng sane tiosan, sane kaloktah pinaka cross-linking, sane nguwah sifat fisik bahan sekadi kekuatan utawi kelarutan.

Rikalaning malajahin struktur cross{0}}linking sane matiosan ring silikon, tim peneliti manggihin potensi konduktivitas listrik ring kopolimer, inggih punika rantai polimer sane madaging kalih soroh unit berulang sane matiosan-kandang-berstruktur lan salanturnyane silikon linier ring kasus puniki.

Minab konduktivitas medal saking tata cara elektron prasida mamargi nglintangin ikatan Si-O-Si antuk orbital sané matumpuk. Semikonduktor madue kalih kahanan utama: kahanan dasar, sane nenten ngamargiang listrik, lan kahanan konduktor, sane ngamargiang. Kahanan konduktor, taler kasengguh kahanan tereksitasi, mamargi rikala makudang-kudang elektron makecog nuju orbit elektron selanturnyané, sané kasambungang nglintangin bahan sekadi logam.

Lumrahnyane, sudut ikatan Si-O-Si nenten ngicenin sambungan punika. Ring 110 derajat , ipun doh saking garis lurus 180 derajat. Nanging ring kopolimer silikon sane kapanggihin tim, ikatan puniki kakawitin ring 140 derajat ring kahanan dasar-lan ipun nglimbak ngantos 150 derajat ring kahanan tereksitasi. Punika sampun cukup anggen ngaryanin jalan raya mangda muatan listrik prasida ngalir.

"Puniki ngawinang interaksi sané nénten katenger pantaraning elektron ring makudang-kudang ikatan taler ikatan Si-O-Si ring kopolimer puniki," baos Laine. "Sayan lantang rantai, sayan dangan antuk elektron mamargi doh, ngirangin energi sané kaperluang rikala nyerep caya raris ngamedalang ring energi sané alitan."

Sifat semikonduktor kopolimer silikon taler ngawinang spektrum warnanyane. Elektron makecog ring pantaraning kahanan tanah miwah tereksitasi antuk nyerep miwah ngamedalang foton, utawi partikel cahaya. Emisi cahaya punika manut ring panjang rantai kopolimer, sane prasida kakendaliang olih tim Laine. Lantang rantai sane lantang maartos loncat sane alitan lan foton energi sane rendah, ngicenin silikon warna barak. Rantai sané cendet ngamerluang makecog sané agengan saking elektron, punika mawinan ipun ngamedalang caya energi sané tegehan nuju muncuk spektrum sané mawarna biru.

Anggen nyihnayang paiketan pantaraning panjang rantai lan penyerapan lan emisi cahaya, para peneliti misahang kopolimer antuk panjang rantai sane mabinayan lan ngatur ring tabung uji saking panjang ngantos cendet. Masunar cahaya UV ring tabung ngawetuang pelangi sane jangkep santukan soang-soang nyerep lan ngamedalang cahaya ring energi sane mabinayan.

Array sane mawarna-warni madasar antuk panjang rantai kopolimer puniki unik pisan santukan kantos mangkin, silikon wantah kauningin transparan utawi putih santukan sifat isolasinyane ngawinang nenten prasida nyerep akeh cahaya.

"Iraga ngambil bahan sane samian mikayunin inert listrik taler ngicenin kauripan anyar-sane prasida ngukuhang generasi selanturnyane elektronik alus miwah fleksibel," baos Zijing (Jackie) Zhang, mahasiswa doktoral U-M ilmu bahan miwah teknik taler pangawi utama ring panyelehan puniki.