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Hybridwerkstoff ermöglicht kleinere Strukturen in der Polymerelektronik

Flexible Elektronik aus Zucker und Ölderivaten

23. Mai 2012, 15:26 Uhr | Karin Zühlke

Bisher basierten Dünnschichtschaltungen auf synthetischen Polymeren, die ausschließlich aus Ölderivaten hergestellt wurden. Der Nachteil ist jedoch, dass chemisch bedingt die Auflösung der kleinsten erreichbaren Strukturen nur 20 nm beträgt. Forschern ist es jetzt gelungen einen Hybridwerkstoff zu entwickeln, der eine Auflösung von 5 nm möglich macht.

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Entwickelt hat den Werkstoff ein Wissenschaftlerteam des CNRS-Forschungszentrums für pflanzliche Makromoleküle (CERMAV) in Grenoble hat in Zusammenarbeit mit amerikanischen Kollegen. Diese neue Klasse von Dünnschichtfilmen besteht aus zuckerbasierten Polymeren (Oligosacchariden) und Polymeren aus Ölderivaten mit stark unterschiedlichen Eigenschaften. Das Copolymer aus diesen stark inkompatiblen Elementarbausteinen ähnelt einem Ölbläschen, das an ein Wassertröpfchen gebunden ist. Die Forscher konnten zeigen, dass sich eine solche Struktur in einem Polymernetzwerk aus Ölderivaten selbstständig zu Zuckerzylindern aufbaut. Jeder Zuckerzylinder ist nur 5nm groß, also deutlich kleiner als die „alten“ Copolymere, die ausschließlich aus Ölderivaten bestehen. Außerdem ist Zucker eine erneuerbare, in ausreichenden Mengen verfügbare und gleichzeitig biologisch abbaubare Ressource.

Dieses Ergebnis eröffnet zahlreiche Anwendungen in der flexiblen Elektronik: Miniaturisierung der Lithographie von Schaltungen, 6-fach höhere Speicherkapazität bei Computersystemen (USB-Stick, Flash-Speicher, etc.), höhere Leistungsfähigkeit von Solarzellen, Biosensoren, usw. Das Ziel der Forscher besteht nun darin, den Selbstorganisationsvorgang in großem Maßstab besser zu steuern.