Organische Elektronik Halbleitendes Polymer mit hoher Elektronenbeweglichkeit

In dem koreanischen Forschungsinstitut UNIST wurde ein neues, ambipolares Polymer mit niedrigen ohmschen Verlusten und einer hohen Löcher- und Elektronenmobilität entwickelt.

Das von der Arbeitsgruppe am UNIST unter der Leitung der Professoren Changduk Yang und Joon Hak Oh entwickelte Polymer enthält TDPP und Selenophen mit Seitenketten aus organischen Hybridpolymeren auf Siloxan-Basis. Das Zusammenwirken der neuen Basispolymere mit der Dynamik der Seitenketten und der Optimierung der Prozesschritte führen zu einer enormen Verbesserung der Kenndaten der daraus hergestellten Dünnschicht-Transistoren (TFTs). So liegt die Löcher- und Elektronenbeweglichkeit der aus der Lösung abgescherten polymeren Schichten bei 3,97 bzw. 2,20 cm²/(Vs), also etwa beim zehnfachen der bisher in der Polymerelektronik verwendeten Materialien.

Die Eigenschaften von Dünnschicht-Transistoren hängen entscheidend von den verwendeten organischen Halbleitern ab. Dabei werden zwei Varianten unterschieden: ambipolare und unipolare Halbleiter. Schaltkreise, die aus unipolaren Halbleitern hergestellt werden, weisen große ohmsche Verluste und eine niedrige Elektronenmobilität auf, zudem sind sie instabil. Zwar konnte durch die Kombination von verbesserten Polymeren und optimerten Herstellungsverfahren bei den organischen Transistoren deutliche Verbesserungen erreicht werden. Aber für die Realisierung von praktisch verwendbaren organischen ICs Polymere mit besseren elektronischen Eigenschaften und weitere Fortschritte bei den Herstellungsprozessen erforderlich.

Die Arbeitsgruppe des koreanischen Forschungsinstituts UNIST (Ulsan National Institute of Science and Technology) hat mit der neuen Entwicklung der organischen Elektronik neue Möglichkeiten eröffenet.Die aus den neuen Polymeren bestehenden elektronischen Schaltkreise eignen sich u.a. für die Herstellung von RFID-Etiketten, großflächigen Sensoren und flexiblen Displays. Nach Aussage der Wissenschaftler ist es damit etwa möglich, ein papierähnliches Display zu bemerkenswert geringen Kosten herzustellen.