Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Organische Elektronik - Halbleiter als Abziehbild

08.05.2017

Kein fehleranfälliges Aufdampfen, Auftropfen oder Aufdrucken mehr: Ein neuartiger organischer Halbleiter lässt sich als dünne Schicht vom Wachstumssubstrat lösen und auf eine andere Oberfläche aufbringen.

Heutige Computerprozessoren bestehen aus Milliarden Transistoren. Diese elektronischen Bauteile setzen sich in der Regel aus Halbleitermaterial, Isolator, Substrat und Elektrode zusammen. Das Ziel vieler Wissenschaftler ist es, jedes dieser Elemente als frei transportierbare Schicht herstellen zu können. So ließen sich durch einfaches Stapeln neue Transistoren designen.


Halbleiterfilm aus Pentacen: Mit 50 Nanometer hauchdünn und höchst stabil. Foto: Simon Noever, LMU

Für das organische Halbleiter-Material Pentacen ist es jetzt soweit: Dr. Bert Nickel, Physiker an der LMU und im Exzellenzcluster Nanosystems Initiative Munich (NIM), und Prof. Dr. Andrey Turchanin von der Universität Jena konnten zusammen mit ihren Mitarbeitern erstmals eine stabile Schicht aus Pentacen-Molekülen herstellen.

In der Zeitschrift Advanced Materials präsentieren die Wissenschaftler ihr Rezept: Sie überziehen ein Siliziumplättchen dünn mit einem wasserlöslichen Kunststoff und bedampfen es mit Pentacen, bis sich eine etwa 50 Nanometer dicke Schicht gebildet hat.

Nun folgt der entscheidende Schritt: Durch Bestrahlung mit niederenergetischen Elektronen vernetzen sich die obersten drei bis vier Molekülebenen der Pentacen-Schicht und bilden eine Art Haut. Diese ist nur rund fünf Nanometer dick, aber sie stabilisiert die gesamte Schicht so gut, dass man diese in Wasser im Ganzen mit einer Pinzette vom Siliziumplättchen abziehen und auf eine andere Oberfläche transportieren kann.

Neben ihrer Transportfähigkeit hat die neue Halbleiter-Schicht zahlreiche weitere Vorteile: Zum einen kommt die Methode ohne störende Lösungsmittel aus. Außerdem legt sich die Schicht so gleichmäßig und eng auf den Isolator, dass sie alleine über Van-der-Waals-Kräfte haftet und kaum elektrischer Widerstand an den Kontakten messbar ist. Und nicht zuletzt kann Pentacen in seiner neuen Form auf deutlich mehr Substrate aufgebracht werden als bisher.

Besonders interessant ist für die Wissenschaftler zudem, dass die hauchdünne Pentacen-Schicht so stabil ist, dass sie Millimeter große Löcher überspannen kann. Man stelle sich zum Größenvergleich ein 25-Meter-Becken vor – abgedeckt mit Frischhaltefolie.

„In solchen quasi freischwebenden Halbleitern steckt ein großes Potential“, erklärt Nickel. „Sie sind von zwei Seiten zugänglich, könnten über einen Elektrolyten verbunden werden und wären so zum Beispiel ein idealer Biosensor. Denn sobald sich Moleküle oder Zellen auf dem Halbleiter-Film absetzen, würde sich der Stromfluss ändern.“ Auch vorstellbar wäre es, durch Stapelung halbleitende Multischichten herzustellen, die in Solarzellen oder Leuchtdioden verwendet werden.

Publikation:
Simon J. Noever, Michael Eder, Fabio del Giudice, Jan Martin, Franz Werkmeister, Stefan Hallwig, Stefan Fischer, Oliver Seeck, Nils-Eike Weber, Clemens Liewald, Fritz Keilmann, Andrey Turchanin und Bert Nickel:
Transferable organic semiconductor nanosheets for application in electronic devices
Advanced Materials 2017
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201606283/abstract

Kontakt:
PD Dr. Bert Nickel
Soft Condensed Matter Group
LMU, Fakultät für Physik
Tel.: +49 (0) 89/2180-1460
E-Mail: nickel@lmu.de

Weitere Informationen:

http://www.lmu.de/forschung/news/2017/nickel_halbleiter.html

Luise Dirscherl | Ludwig-Maximilians-Universität München

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht VLT macht den präzisesten Test von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie außerhalb der Milchstraße
22.06.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

nachricht Neue Phänomene im magnetischen Nanokosmos
22.06.2018 | Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

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: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics