Spotlight auf molekulare Kristalle für die organische Elektronik

Paolo Samorì leitet das Labor für Nanochemie des Instituts für Supramolekulare Wissenschaft und Technik - Foto DR

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19/06/18

Forscher des Nanochemie-Labors des Instituts für Supramolekulare Wissenschaft und Technik (Universität Straßburg / CNRS) unter der Leitung von Paolo Samorì haben ein neues Verfahren zur Herstellung von flexiblen und effizienten organischen elektronischen Komponenten aus molekularen Kristallen entwickelt. Diese Arbeiten wurden am 10. Mai 2018 im Journal of the American Chemical Society veröffentlicht.

Die Photolithographie ist eine weit verbreitete Fertigungstechnik in der Halbleiterindustrie, die eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Bauteilen spielt, die in alltäglichen elektronischen Geräten verwendet werden. Das Prinzip? Die elektronischen Bauteile "drucken", indem Sie die Muster von einer Schablonenmaske auf ein Halbleitersubstrat (meist Silizium) übertragen, das mit einer dünnen Schicht aus lichtempfindlichem Harz bedeckt ist. Die Photolithographie ist vielseitig und erlaubt die Integration von kristallinen zweidimensionalen Materialien (Graphen, Übergangsmetalldichalkogenide, schwarzer Phosphor) in sehr kleine (Mikrometer oder Nanometer), komplexe und multifunktionale elektronische Bauteile.

Ein großer Fortschritt in der Kunststoff-Elektronik
Molekulare Kristalle aus organischen "Steinen" haben in den letzten Jahrzehnten als Halbleiter zunehmend an Bedeutung gewonnen, weil sie außergewöhnliche elektronische Eigenschaften aufweisen. Ihre intrinsische Zerbrechlichkeit erlaubt jedoch nicht den Einsatz von hochenergetischen Strahlherstellungsverfahren, um sie präzise mit Metallelektroden zu verbinden. Deshalb bleibt die Photolithographie die ideale Methode, um molekulare Kristalle in elektronische Bauteile zu integrieren.

In diesem Zusammenhang haben die Forscher einen neuartigen, nicht-invasiven und universellen Ansatz entwickelt, der den direkten Einsatz der Photolithographie auf molekularen Kristallen mit hoher Präzision (weniger als 300 nm) ermöglicht. Sie demonstrierten dies anhand von Nanoblättern und Nanodrähten typischer organischer Halbleitermoleküle, die es ermöglichten, verschiedene Hochleistungsbauelemente (Transistoren, Logikgatter, Photovoltaikzellen) herzustellen. Da diese Methode mit flexiblen Trägern kompatibel ist, stellen diese Ergebnisse einen großen Fortschritt auf dem Gebiet der Kunststoffelektronik dar.

Paolo Samorì wurde mit dem Surfaces and Interfaces Award der Royal Society of Chemistry ausgezeichnet
Die Royal Society of Chemistry verlieh den Surfaces and Interfaces Award an Paolo Samorì, Direktor des Instituts of Supramolekularer Wissenschaft und Technik (Universität Strasbourg/CNRS). Dieser renommierte Preis würdigt seinen großen Beitrag auf dem Gebiet der nanostrukturierten Oberflächen und Grenzflächen, wo er supramolekulare Ansätze zur Entwicklung von Bauelementen für die Elektronik von morgen umgesetzt hat.