Halvledere som klistermærker

Ikke mere fejlbenyttet fordampning, drop casting eller udskrivning:Forskere ved LMU München og FSU Jena har udviklet organiske halvleder nanosheets, som let kan fjernes fra et vækstsubstrat og placeres på andre substrater.

Dagens computerprocessorer består af milliarder af transistorer. Disse elektroniske komponenter består normalt af halvledermateriale, isolator, substrat, og elektrode. En drøm for mange forskere er at have hvert af disse elementer tilgængelige som overførbare ark, hvilket ville give dem mulighed for at designe nye elektroniske enheder blot ved at stable.

Dette er nu blevet en realitet for det organiske halvledermateriale pentacen:Dr. Bert Nickel, fysiker ved LMU München, og professor Andrey Turchanin (Friedrich Schiller University Jena), sammen med deres hold, har, for første gang, formået at oprette mekanisk stabile pentacene nanosheets.

Forskerne beskriver deres metode i tidsskriftet Avancerede materialer . De dækker først en lille siliciumskive med et tyndt lag af en vandopløselig organisk film og lægger pentacenmolekyler på den, indtil der er dannet et lag på cirka 50 nanometer tykt. Det næste trin er afgørende:ved bestråling med lavenergi-elektroner, de øverste tre til fire niveauer af pentacenmolekylære lag er tværbundet, danner en "hud", der kun er omkring fem nanometer tyk. Dette tværbundne lag stabiliserer hele pentacenfilmen så godt, at den kan fjernes som et ark fra en siliciumskive i vand og overføres til en anden overflade ved hjælp af almindelig pincet.

Bortset fra muligheden for at overføre dem, de nye halvleder nanosheets har andre fordele. Den nye metode kræver ikke potentielt forstyrrende opløsningsmidler, for eksempel. Ud over, efter aflejring, nanosheet klæber fast til de elektriske kontakter af van der Waals kræfter, hvilket resulterer i en lav kontaktmodstand for de sidste elektroniske enheder. Sidst men ikke mindst, organiske halvleder nanosheets kan nu deponeres på betydeligt mere teknologisk relevante substrater end hidtil.

Af særlig interesse er den ekstremt høje mekaniske stabilitet af de nyudviklede pentacen nanosheets, som gør det muligt at anvende dem som fritstående nanomembraner på perforerede substrater med dimensioner på titalls mikrometer. Det svarer til at spænde over en 25 meter lang pool med plastfolie. "Disse praktisk talt frit suspenderede halvledere har et stort potentiale, "forklarer nikkel." De kan tilgås fra to sider og kan forbindes via en elektrolyt, hvilket ville gøre dem ideelle som biosensorer, for eksempel "." En anden lovende applikation er deres implementering i fleksibel elektronik til fremstilling af enheder til vital dataindsamling eller produktion af displays og solceller, "Siger Turchanin.