Eine neue Studie beleuchtet das Innenleben an den Grenzfl\u00e4chen organischer Elektronik. Sie hat versteckte Schwachstellen in organischen Transistoren entlarvt.
\nEin Forschungsteam der Philipps-Universit\u00e4t Marburg hat gemeinsam mit dem Max-Planck-Institut f\u00fcr Festk\u00f6rperphysik in Stuttgart nachgewiesen, dass bestimmte Oberfl\u00e4chenfehler – sogenannte „Fallenzust\u00e4nde“ – den Stromtransport in organischen Transistoren (OFETs) viel st\u00e4rker beeinflussen als bisher gedacht. Im Mittelpunkt steht dabei eine spezielle Behandlung der Grenzfl\u00e4che zwischen dem Isolator und dem organischen Halbleiter. Transistoren ohne die sonst \u00fcblichen Hydroxylgruppen auf der Isolator-Oberfl\u00e4che zeigten deutlich bessere Transporteigenschaften – sowohl bei Elektronen als auch bei L\u00f6chern.
\nDas \u00fcberrascht, denn bisher ging man davon aus, dass vor allem der Elektronentransport gest\u00f6rt wird. Durch die Herstellung und Vermessungen von organischen Transistoren im Hochvakuum bei unterschiedlichen Temperaturen konnten die Forscher erstmals genau zeigen, wie diese Fallenzust\u00e4nde die Leistung beeintr\u00e4chtigen. Das ist ein bislang unbeachteter, aber entscheidender Faktor f\u00fcr die Funktionst\u00fcchtigkeit organischer Elektronik. Die Forschungsgruppe um Erstautor Yurii Radiev und Laborleiter Prof. Dr. Gregor Witte berichten \u00fcber ihre Ergebnisse im Fachmagazin „Advanced Materials“.
\nOrganische Halbleiter gelten als vielversprechend f\u00fcr eine neue Generation flexibler und kosteng\u00fcnstiger Elektronik, da sie auf Plastikfolien gedruckt werden k\u00f6nnen – \u00e4hnlich wie ein Farbbild. Doch bisher war schwer zu verstehen, warum manche Transistoren gut funktionieren und andere nicht. „Ein Grund ist, dass viele Messungen unter Normalbedingungen gemacht wurden, bei denen Luftfeuchtigkeit oder Sauerstoff die empfindlichen Materialien beeinflussen“, erl\u00e4uterte Gregor Witte.
\nDie neue Studie zeigt, dass nicht nur die chemische Zusammensetzung der Halbleiter entscheidend ist, sondern vor allem die Sauberkeit und Passivierung der Grenz\u00adfl\u00e4chen. Das sind die Kontaktbereiche zwischen den verschiedenen Schichten. Diese Erkenntnis stellt bisherige Annahmen \u00fcber den Einfluss von Fallenzust\u00e4nden infrage und bringt ein klareres Bild vom Innenleben dieser organischen Bauelemente.
\nLangfristig k\u00f6nnte die Forschung helfen, OFETs leistungsf\u00e4higer und zuverl\u00e4ssiger zu machen – etwa f\u00fcr flexible Displays, Sensoren oder tragbare Elektronik. Besonders wichtig ist dabei, dass die Erkenntnisse nicht nur an Modellsystemen gewonnen wurden, sondern bereits an echten, funktionierenden Bauelementen. Durch die Kombination moderner physikalischer Methoden zur Strukturuntersuchung wie R\u00f6ntgenbeugung oder Rasterkraftmikroskopie und Messung elektrischer Transistor-Kennlinien im Hochvakuum l\u00e4sst sich k\u00fcnftig gezielter untersuchen, wie Materialien und Grenzfl\u00e4chen verbessert werden k\u00f6nnen. „F\u00fcr die Weiterentwicklung der organischen Elektronik ist das ein wichtiger Schritt – denn nur mit tiefem Verst\u00e4ndnis lassen sich neue Technologien auch effizient und zuverl\u00e4ssig in die Anwendung bringen“, erl\u00e4uterte Erstautor Yurii Radiev.<\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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