Forschung & Geschlecht
Sandwich mit Blattgold
Junge Forscherin eröffnet Möglichkeit zur Verwendung organischer Moleküle in elektronischen Bauteilen
Den ersten gangbaren Weg zur Verwendung organischer Moleküle in
elektronischen Bauteilen eröffnete Ayelet Vilan, eine Forschungsstudentin am israelischen
Weizmann Institut. Die junge Forscherin stellte eine besondere Art von “Sandwich” her: eine nur ein Molekül dicke Schicht aus organischen Molekülen eingeklemmt zwischen einen Halbleiter und einen Hauch von Blattgold.
Organische Moleküle sind in ihren Funktionen so vielseitig, dass ihr Einsatz in der
Elektronik schon länger angestrebt wird. Allerdings ist es äußerst schwierig, ihre
elektrischen Eigenschaften zu eruieren, da sie - in Form von Schichten - eine unregelmäßige
Struktur besitzen. Sie enthalten sogenannte “Pinholes”, winzige Löcher, die nur schwer
aufzuspüren sind, aber die Leitfähigkeit des Materials stark beeinflussen. Bei Messungen
ist es unmöglich zu unterscheiden, ob der Strom durch ein Molekül oder ein Pinhole
fließt. Doch nun gelang es Vilan (Forschungsgruppe Werkstoffe und Grenzflächen), dieses
Problem zu umgehen.
Lästige Pinholes
Sie stellte eine nur ein Molekül dicke Schicht (Monoschicht) sehr
kurzer organischer Moleküle her. Diese Schicht trug sie auf einen herkömmlichen Halbleiter
- Galliumarsenid - auf und leitete elektrischen Strom hindurch. Die Monoschicht war
so dünn, dass der Strom größtenteils durch die Moleküle floss, ohne mit ihnen in Wechselwirkung
zu treten. Und damit war es nur noch von minimaler Bedeutung, ob die Elektronen nun
durch ein Molekül oder durch ein Pinhole gewandert waren.
Quetschgefahr
Aber nun fehlte noch die Deckschicht. Vilan benutzte für ihr “Sandwich” eine Diode, die aus einem
Halbleiter und einem damit verbundenen Metall besteht. Die zwischen die beiden Schichten
eingefügten organischen Moleküle wären unter dem herkömmlichen Metall zerquetscht
worden. Vilans Königsidee: Sie stieg auf eine hauchdünne Schicht Blattgold um.
Nun können die Forscher das tun, was sie immer schon wollten: die elektrischen Eigenschaften
unterschiedlicher organischer Moleküle erforschen und herausfinden, mit welchen Molekülen
sie welche Eigenschaft des Halbleiters verändern können.
(Nature, 9.3.) (Heide Korn)