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 Speicherdauer von Qubits für Quantencomputer weiter verbessert
09.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

nachricht Elektronenautobahn im Kristall
09.12.2016 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie