Des chercheurs du Laboratoire de nanochimie de l’Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Université de Strasbourg et CNRS) ont fabriqué des transistors électroluminescents organiques à longue rémanence qui peuvent répondre à différents stimuli bioniques. Ces résultats ont été publiés dans la revue Science Advances.
Les transistors électroluminescents organiques (OLET) ont suscité un grand intérêt ces dernières années en tant qu’éléments optoélectroniques multifonctionnels pour la fabrication d’écrans à matrice active de nouvelle génération. Les OLET sont des plateformes uniques qui intègrent simultanément deux fonctionnalités, à savoir la production de lumière des diodes électroluminescentes et la modulation du courant et l’amplification du signal des transistors à effet de champ, dans un seul et même dispositif.
Le phénomène de rémanence, également connu sous le nom de luminescence persistante après un stimulus, consiste en une émission lumineuse de longue durée à partir d’un matériau qui peut durer jusqu’à plusieurs secondes après l’arrêt de l’excitation lumineuse, comme dans les objets familiers « qui brillent dans le noir ».
Dans ce travail, l’équipe de chercheurs de Strasbourg a développé un nouveau type d’OLET à longue rémanence, dont la structure comprend un empilement de quatre couches de polymères fonctionnels (jouant respectivement le rôle de canal, de transport de trous, d’émission de lumière et de transport d’électrons) et une couche mince de nanoparticules d’or (jouant le rôle de grille « nano-flottante » utilisée pour faire fonctionner le dispositif).
Lorsqu’une impulsion de tension de grille positive est appliquée à l’OLET, une émission de lumière à longue rémanence est observée. La luminosité et la durée de vie de cette émission lumineuse à longue rémanence peuvent être améliorées et prolongées en répétant le stimulus de tension de grille positive. À l’inverse, une luminescence instantanée à durée de vie courte est obtenue avec une impulsion de tension de grille négative. Ces deux modes de fonctionnement différents permettent un affichage reconfigurable.
De plus, en mettant en œuvre divers polymères semi-conducteurs émettant de la lumière de différentes couleurs (rouge, jaune, vert et bleu), il est possible d’obtenir des OLET à longue rémanence en couleurs couvrant l’ensemble du spectre de la lumière visible.
Enfin, après avoir couplé l’OLET à longue rémanence verte avec une éponge de graphène sensible à la pression, l’émission de lumière de longue durée peut être déclenchée en exerçant une force externe, démontrant ainsi la preuve de concept d’un capteur de pression à longue rémanence. Dotés d’une réactivité à des stimuli bioniques distincts, ces dispositifs OLET à longue rémanence offrent de multiples perspectives d’applications dans les technologies d’affichage intelligent et de détection.
Nanofloating gate modulated synaptic organic light-emitting transistors for reconfigurable displays
Yusheng Chen, Hanlin Wang, Feng Luo, Verónica Montes-García, Zhaoyang Liu, Paolo Samorì*
Sci. Adv., 2022, 8, eabq4824