Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nanoelektronik: IUB-Forscher finden Hinweis auf effektiven Elektronentransport in Hybridhalbleitern

16.11.2006
Wissenschaftlern der International University Bremen (IUB) in der Arbeitsgruppe um Stefan Tautz, Professor of Physics, gelang es erstmals, eine starke Delokalisierung von Elektronen in einem Dünnschichthalbleiter aus organischen Molekülen auf einer metallischen Trägersubstanz nachzuweisen, wie sie bisher an isolierten organischen Halbleitern nicht beobachtet werden konnte.
Die Ergebnisse, die am 16. November 2006 in Nature 444, S. 350 - 353
(http://www.nature.com/nature/journal/v444/n7117/abs/nature05270.html), publiziert wurden, erlauben Rückschlüsse auf grundlegende Mechanismen des Elektronentransportes in organischen Materialien und an ihren Grenzflächen zu metallischen Kontakten. Zudem können sie von großer Bedeutung für die Entwicklung von Hybridmaterialien mit für Anwendungszwecke interessanten elektronischen Eigenschaften sein.

Für ihre Experimente präparierten die IUB-Wissenschaftler ein spezielles Modellsystem, bei dem Schichten aus dem organischen Halbleitermaterial PTCDA (3,4,9,10-perylenetetracarboxylicacid-dianhydride) als Molekülgruppen von wenigen Nanometern Durchmesser auf die metallische Trägersubstanz Ag(111) aufgebracht sind. Die Untersuchungen zum Nachweis der Elektronendelokalisierung wurden mit dem Tieftemperatur-Ultrahochvakuum-Rastertunnelmikroskop der IUB durchgeführt, welches die Visualisierung einzelner Moleküle und Molekülgruppen innerhalb der Molekülschichten sowie die spektroskopische Untersuchung der Nanostrukturen des Halbleiters erlaubt.

Ursache für die beobachtete ungewöhnlich starke Elektronendelokalisierung in den untersuchten Schichten ist die komplexe chemische Wechselwirkung zwischen beiden Komponenten des Hybridmaterials, die unter anderem zu einer räumlichen Verformung der organischen Moleküle und zur Ausbildung einer dünnen Grenzschicht mit völlig neuen elektronischen Eigenschaften führt.

Elektronendelokalisierung, also die Loslösung von Elektronen aus ihrer festen Bindung an ein Molekül, ist eine wichtige Voraussetzung für den effektiven Transport von Elektronen bzw. Strom in einem Material. Die in dem Modellsystem gemessene starke Delokalisierung lässt darauf schließen, dass die Elektronen sich sehr effektiv wellenartig entlang der Grenzfläche durch das Material bewegen, anstatt langsam von Molekül zu Molekül springen zu müssen. Die Experimente an der IUB stellen einen eindeutigen Nachweis einer spezifischen chemischen Interaktion zwischen Metall und organischen Molekülen im Halbleiter dar.

Die organische Halbleiterelektronik gilt, im Gegensatz zur konventionellen siliziumbasierten Elektronik, als zukünftiges Entwicklungsfeld für extrem kostengünstige, hocheffiziente und miniaturisierbare Elektronikanwendungen. "Unsere Erkenntnisse zu Organik-Metall Grenzflächen, wie dem von uns untersuchten Modellsystem, helfen zum einen, grundlegende Mechanismen des molekularen Elektronentransportes zu verstehen. Zum anderen können sie helfen, die elektronischen Prozesse zu optimieren, die nötig sind, um die organische Elektronik auf dem Weg zur Anwendbarkeit entscheidend voranzubringen", so Stefan Tautz zu den Ergebnissen seiner Arbeitsgruppe.

"Für mich war es eine spannende Erfahrung, schon im Bachelor-Studium an einem solchen Grundlagenforschungsprojekt mitarbeiten zu können", kommentierte Adina Luican, Mitautorin der Nature-Veröffentlichung den Forschungserfolg. Die 22-jährige Rumänin, die jetzt an der Rutgers University in New Jersey als Graduate-Studentin ihr Physikstudium fortsetzt, hatte in ihrem dritten Studienjahr im Rahmen eines "Guided Research Projects" an der Datenauswertung, insbesondere der rechnerischen Bestimmung der Elektronendelokalisierung, mitgewirkt.

*Fragen beantwortet:
Stefan Tautz, Professor of Physics
Tel: +49 421 200-3223 | s.tautz@iu-bremen.de

Dr. Kristin Beck | idw
Weitere Informationen:
http://www.iu-bremen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Flashmob der Moleküle
19.01.2017 | Technische Universität Wien

nachricht Verkehrsstau im Nichts
19.01.2017 | Universität Konstanz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise