Le regioni diversamente drogate sono generate da un processo litografico che utilizza un "resist" che consente di trasferire un modello progettato al computer sul substrato di Si attraverso il processo di esposizione e quindi attacco ("attacco"). In questo modo, il motivo viene trasferito al substrato e quindi il resist rimanente viene rimosso. La fabbricazione di un circuito integrato comporta un numero (tipicamente 15-30) di processi litografici.
Il fotoresist, ampiamente utilizzato nell'industria elettronica, è un sistema a due componenti contenente una resina Novolac a catena corta che funge da agente filmogeno miscelata con il 20-50% in peso di un composto fotosensibile come la naftochinondiazina. Il limite della fotolitografia sta nel fatto che ci sono problemi di diffrazione per risoluzioni inferiori a 1 m, per questo si ricorre invece all'utilizzo di un fascio di elettroni o di raggi X. È possibile modificare la resistività, e quindi la conducibilità di un polimero non conduttore, che producono compositi in cui il materiale polimerico è la matrice continua e le cariche conduttive sono la fase dispersa.
Come in qualsiasi sostanza solida, il processo di ionizzazione in un polimero deriva dalla creazione di un livello non occupato nella banda di valenza. Nel processo di formazione del polarone, la banda di valenza rimane piena e la banda di conduzione vuota e non si vede alcun carattere metallico, poiché il livello parzialmente occupato si trova nel band gap. Quando il secondo elettrone viene rimosso dalla catena, possono verificarsi due situazioni: l'elettrone viene rimosso dalla catena polimerica, creando un secondo stato di polarone, oppure viene rimosso dal polarone stesso, formando un bipolarone, che è definito come uno zero- rotazione associata a una forte distorsione della rete.
Il processo di drogaggio può essere effettuato sia con metodi chimici sia esponendo i polimeri conduttori ai vapori di agenti trasferitori di carica (ossidanti e riducenti). La sintesi di polianilina e polipirrolo può essere effettuata in modo simile sotto l'influenza di un agente ossidante. La cella elettrochimica è costituita da un elettrodo di lavoro (l'elettrodo in cui è depositato il film polimerico), un controelettrodo e un elettrodo di riferimento.
Applicazioni
Polianilina, polipirrolo e politiofene sono utilizzati anche nella cosiddetta "metallizzazione", cioè la creazione di interconnessioni tra i vari componenti elettronici di un circuito integrato. L'applicazione di un potenziale esterno nei polimeri conduttori fa sì che questi ultimi passino dalla forma conduttiva a quella isolante con un elevato contrasto cromatico (variazione di colore); Un dispositivo elettrocromico è essenzialmente una cella elettrochimica in cui l'elettrodo elettrocromico è separato dal controelettrodo da un elettrolita liquido o solido e il cambiamento di colore avviene caricando/scaricando la cella elettrochimica quando viene applicata una piccola differenza di potenziale. L'informazione viene trasferita al polimero con un laser monocromatico attraverso varie modalità, la più utilizzata è la tecnica ablativa (hole burning).
L'informazione può essere ottenuta misurando l'intensità e la modulazione della luce riflessa dal "disegno" che questi fori creano sulla superficie del disco. Inoltre, la superficie del disco deve essere priva di contaminanti che potrebbero interferire con le informazioni richieste. Lo strato assorbente può essere costituito da un composito metallico o polimerico o da molecole disperse in una matrice polimerica, che funge da assorbitore di infrarossi dei laser GaAs.
T è un supporto polimerico trasparente, R è un metallo che funge da riflettore, PC è uno scudo, P rappresenta una cavità creata per immagazzinare informazioni. A questo punto, le informazioni sulla pellicola possono essere scritte e poi cancellate aumentando la temperatura dell'intera pellicola per raggiungere uno stato disordinato isotropo. Consiste di 4 elettrodi che compongono gate (G), source (S), drain (D) e substrato (connessione non mostrata in figura).
Vth), tra source e drain è presente un canale conduttore (di cariche positive, in figura); l'applicazione di un potenziale tra drain e source (VDS) crea quindi una corrente tra di loro. Nella figura si può notare come l'intensità della corrente aumenti all'aumentare del modulo di tensione applicato al gate, mentre si abbia un effetto di saturazione all'aumentare della VDS. Nella figura possiamo vedere un esempio di film organici elettroluminescenti con uno spessore di diverse decine di nanometri.
Il fenomeno su cui si basano i dispositivi OLED consiste nell'emissione di radiazione elettromagnetica causata da un campo elettrico applicato ad un solido (elettroluminescenza). L'interesse per una possibile applicazione di EL nei solidi organici è sorto quando Van Slike di Kodak ha pubblicato nel 1987 la costruzione di un LED organico (diodo a emissione di luce) funzionante a bassa tensione (<10 V). Il colore della luce emessa è caratteristico della specie chimica su cui avviene lo stadio finale di un processo articolato in una serie di eventi successivi all'applicazione di un potenziale elettrico: iniezione delle cariche (lacune positive ed elettroni) da parte dei due elettrodi , il trasporto di queste cariche fino alla loro ricombinazione, la generazione di uno stato eccitato ed infine l'emissione di luce.
Poiché questo polimero è insolubile, in alcuni solventi forma un film con una soluzione di un suo precursore solubile, che opportunamente trattato ad alta temperatura in atmosfera reattiva forma PPV. Un dispositivo di questo tipo è quindi costituito da almeno due strati: uno sull'anodo è costituito da un composto che accetta e trasferisce lacune, e l'altro sul catodo è costituito da un composto che accetta e trasferisce elettroni.
