Flexible Elektronik
Organische Transistoren aus dem Drucker
Der Vision einer breiten Anwendung von flexibler, druckbarer Elektronik sind Wissenschaftler der TU Dresden ein Stück nähergekommen: Ihnen ist es jetzt erstmals gelungen, leistungsfähige vertikale organische Transistoren mit doppelter Steuerelektrode zu entwickeln.
Dank der Forschung von Wissenschaftlern am Institut für Angewandte Physik der TU Dresden könnten hochauflösende aufrollbare Fernseher oder faltbare Smartphones schon bald keine unerschwinglichen Luxusgüter mehr sein, die nur auf internationalen Elektronikmessen zu bestaunen sind. Eine entscheidende Voraussetzung für die dabei benötigten mechanisch flexiblen, elektronischen Schaltkreise sind leistungsfähige organische Transistoren, an denen die Arbeitsgruppe Organische Bauelemente und Systeme (ODS) am Dresden Integrated Center for Applied Photophysics (IAPP) des Instituts für Angewandte Physik unter Leitung von Dr. Hans Kleemann forscht.
Herkömmliche horizontale organische Dünnfilmtransistoren sind jedoch aufgrund des Hüpftransportes in organischen Halbleitern sehr langsam, weshalb sie sich für Anwendungen, bei denen hohe Frequenzen erforderlich sind, nicht verwenden lassen. Insbesondere für logische Schaltkreise mit geringer Leistungsaufnahme, wie sie etwa für die Radio-Frequenz-Identifizierung (RFID) gebraucht werden, ist es zwingend erforderlich, Transistoren mit hohen Schaltfrequenzen und einstellbaren Kennlinien (Schwellspannung) zu entwickeln. Dem Team um Dr. Hans Kleemann ist nun die Realisierung solcher neuartigen organischen Bauelemente gelungen.
»Bisher waren vertikale Transistoren eher Exoten und galten als schwer zu integrieren in elektrischen Schaltungen. Durch die von uns entwickelten vertikalen Transistoren mit doppelter Steuerelektrode ist es erstmals möglich, komplexe logische Zustände mit Hilfe weniger Transistoren zu realisieren und dabei gleichzeitig die Vorteile der vertikalen Architektur, wie z.B. hohe Schaltfrequenzen, auszunutzen,« erklärt Dr. Kleemann.
Die vertikalen organischen Transistoren mit doppelter Steuerelektrode zeichnen sich durch eine hohe Schaltfrequenz (wenige Nanosekunden) und eine Einstellbarkeit der Schwellspannung aus. Durch diese Entwicklungen können sogar Einzeltransistoren für die Darstellung verschiedener logischer Zustände genutzt werden (AND, NOT, NAND). Weiterhin sorgt die einstellbare Schwellspannung für eine Signalintegrität (Noise-Margin) und geringe Leistungsaufnahme.
Damit hat die Forschergruppe einen Meilenstein im Hinblick auf die Vision einer flexiblen und druckbaren Elektronik gelegt. Durch diese Transistoren könnte es in Zukunft möglich sein, selbst anspruchsvolle elektronische Funktionen wie drahtlose Kommunikation (RFID) oder hochauflösende flexible Displays vollständig mit organischen Bauelementen zu realisieren und damit komplett auf Silizium-basierte elektronische Komponenten zu verzichten.
Das könnte Sie auch interessieren
Immer kleiner, immer kompakter
Spezielle Schlankheitstipps für Computerchips
Bald in Großserie verfügbar
Heidelberger Druckmaschinen steigt in gedruckte…
