Forscher verändern elektronische Eigenschaften mit Licht

Forscher von Sanken (Institut für wissenschaftliche und industrielle Forschung) an der Universität Osaka und Joanneum Research in Österreich konnten zeigen, wie die Bestrahlung eines organischen Polymers mit ultraviolettem Licht seine elektronischen Eigenschaften präzise verändern kann.

Laut den beteiligten Wissenschaftlern kann diese Arbeit zur Kommerzialisierung flexibler Elektronik beitragen, die zusammen mit der Datenverarbeitung für die Echtzeitüberwachung des Gesundheitswesens verwendet werden kann.

Da die Elektronik auf Silizium basiert, ist sie sehr starr, sowohl im wörtlichen Sinne der Unflexibilität als auch der chemischen Eigenschaften, die sich nicht leicht ändern lassen. Neuere Geräte, einschließlich OLED-Displays, bestehen aus organischen Molekülen auf Kohlenstoffbasis mit chemischen Eigenschaften, die von Wissenschaftlern angepasst werden können, um effizientere Schaltkreise herzustellen. Die Steuerung der Eigenschaften organischer Transistoren erfordert jedoch in der Regel die Integration komplexer Strukturen aus verschiedenen Materialien.

Den Forschern der Universität Osaka ist es gelungen, mit UV-Licht die chemische Struktur eines dielektrischen Polymers namens PNDPE präzise zu verändern. Das Licht bricht spezifische Bindungen im Polymer, die dann in neue Versionen umgelagert werden können oder Vernetzungen zwischen Strängen erzeugen.

Je länger das Licht an ist, desto mehr kann das Polymer verändert werden. Durch die Verwendung einer Schattenmaske wird das UV-Licht nur auf die gewünschten Bereiche angewendet und die Schaltung Verhalten. Dieses Verfahren kann Transistoren der gewünschten Schwellenspannung mit hoher räumlicher Auflösung unter Verwendung nur eines einzigen Materials strukturieren.

„Es ist uns gelungen, die Eigenschaften organischer integrierter Schaltkreise durch anhaltende lichtinduzierte Veränderungen in der Molekülstruktur selbst zu steuern“, erklärt Studienkorrespondent Takafumi Uemura.

Als Konsequenz könnten smarte Versionen von fast allem möglich sein, von Medikamentenflaschen bis hin zu Warnwesten

„Um die Rechenanforderungen des ‚Internets der Dinge‘ zu erfüllen, werden höchstwahrscheinlich flexible elektronische Lösungen erforderlich sein“, sagte der leitende Autor Tsuyoshi Sekitani. „Insbesondere dies Technologie kann auf Herstellungsmethoden für ultraleichte tragbare Gesundheitsgeräte angewendet werden.“