اغلب تجهیزات الکترونیکی مورد استفاده روزمره ما بر پایه مواد نیمه هادی غیرارگانیک ساخته شده‌اند. آنچه برای عملکرد این تجهیزات حیاتی است، روندی به نام دوپینگ است که شامل رسوخ دادن ناخالصی‌ها در درون ماده نیمه هادی است تا رسانایی الکتریکی آن را بالا ببریم. همین فرایند است که به اجزای متنوع سلول‌های خورشیدی و صفحات LED اجازه عملکرد می‌دهد. برای مواد نیمه هادی ارگانیک، یعنی انواعی که با منشأ کربن ساخته می‌شوند، فرایند دوپینگ اهمیت بسیار بالایی دارد. از زمان کشف پلاستیک‌ها و پلیمرهای رسانا، پیشرفتی که در سال 2000 برنده جایزه نوبل شد، پژوهش روی مواد الکترونیک ارگانیک و توسعه و تکامل این مواد شتاب فراوانی به خود گرفته است.
صفحات نمایش OLED مثالی از این دست تجهیزات هستند که هم اکنون در بازار وجود دارند و به‌عنوان مثال در جدیدترین انواع گوشی‌های هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این وجود سایر کاربردهای این مواد هنوز کاملا شناخته نشده‌اند زیرا نیمه رساناهای ارگانیک تاکنون کارایی چندان مناسبی نداشته‌اند.
دوپینگ در نیمه رساناهای ارگانیک از طریق واکنش‌های اکسیداسیون و احیا انجام می‌گيرد و رسانایی الکتریکی ماده نیمه رسانا را افزایش می‌دهد. هر چه ماده نیمه هادی با مولکول‌های بیشتری واکنش دهد، یا در اصطلاح دوپینگ کند، رسانایی آن بالاتر می‌رود. این روند تا سقف مشخصی ادامه دارد و پس از آن رسانایی کم می‌شود. در حال حاضر سقف کارایی نیمه رساناهای ارگانیک دوپینگ شده بر اساس این واقعیت تعیین می‌شود که مولکول‌های دوپینگ‌کننده قادرند هر یک، فقط یک الکترون را با ماده نیمه هادی تبادل کنند.
اما به‌تازگی در یک مقاله علمی که در مجله «Nature Machine Intelligence» به چاپ رسیده است، پرووفسور کریستین مولر و گروهش از دانشگاه چالمرز سوئد به همراه گروه‌هایی از هفت دانشگاه دیگر نشان داده‌اند که تبادل دو الکترون به ازای هر مولکول نیز ممکن است. دکتر دیوید کیفر، نویسنده اول این مقاله می‌گوید: «به کمک این فرایند دوپینگ مضاعف، کارایی نیمه هادی می‌تواند دو برابر شود.»
به عقیده پروفسور کریستین مولر استاد علم پلیمر در دانشگاه چالمرز این ابداع بر پایه یک پیشرفت شگرف تکنیکی بنا نشده، بلکه صرفا با دیدن آنچه دیگران تاکنون ندیده‌اند رخ داده است.
مولر در ادامه می‌‌افزايد: «این موضوع درحقیقت بسیار ساده است. تمامی پژوهش‌ها در این زمینه تاکنون روی موادی متمرکز شده بودند که فقط اجازه یک واکنش اکسیداسیون و احیا به ازای هر مولکول را می‌دهند. ما تصمیم گرفتیم به نوع دیگری از پلیمر با انرژی یونیزاسیون کمتر بپردازیم و مشاهده کردیم که این ماده اجازه تبادل دو الکترون به ازای هر مولکول را در فرایند دوپینگ می‌دهد.»
این کشف می‌تواند منجر به پیشرفت فناوری‌هایی شود که امروزه به حد کافی برای ورود به بازار، رقابتی نیستند. یکی از مشکلات همواره این است که پلیمرها جریان الکتریکی را چندان خوب منتقل نمی‌کنند و به همین دلیل بهبود تکنیک‌های دوپینگ مدت‌هاست که برای دستیابی به تجهیزات الکترونیکی پلیمری بهتر، مورد تمرکز پژوهشگران بوده است.
اکنون با مضاعف‌شدن رسانایی پلیمرها، آن هم با استفاده از همان مقدار ماده دوپینگ و روی همان مقدار مساحت قبلی، می‌تواند نقطه‌عطف لازم برای تولید تجاری گروهی از فناوری‌های نوین باشد که هنوز به بازار وارد نشده‌اند.
کریستین مولر می‌گوید: «درباره صفحات نمایش OLED، پیشرفت فناوری به‌حدی بوده که آن‌ها را در بازار نگه دارد. اما فناوری‌های دیگر این گروه برای موفقیت و ورود به بازار چیزی بیشتر لازم دارند. مثلا برای سلول‌های خورشیدی ارگانیک یا مدارهای الکتریکی ساخته شده از مواد ارگانیک لازم است بتوانیم فرایند دوپینگ را برای ترکیبات ارگانیک به همان اندازه تجهیزات الکترونیکی سیلیکونی انجام دهیم. کشف تازه ما گامی درست در این مسیر است.»
این کشف درحقیقت نوعی دانش بنیادی است و می‌تواند به هزاران پژوهشگر برای پیشرفت در زمینه‌های تجهیزات الکترونیکی قابل انعطاف، بیوالکترونیک و ترموالکتریسیته کمک شایانی کند. گروه تحقیقاتی کریستین مولر در حال پژوهش روی چند حوزه کاربردی متفاوت هستند که فناوری پلیمر در رأس آن‌ها قرار دارد. به‌عنوان مثال آن‌ها تلاش می‌کنند فناوری ساخت پارچه‌های رسانای الکتریسیته و سلول‌های خورشیدی ارگانیک را توسعه دهند.
