22.06.2018
Geschwindigkeitsweltrekord für organische Transistoren
Organische und Polymertransistoren erlauben die Herstellung großflächiger gedruckter und mechanisch flexibler elektronischer Schaltkreise. Die Bauelemente können durch thermisches Aufdampfen kostengünstig im industriellen Maßstab produziert werden.
Ein Problem auf dem Weg zur Marktreife ist die organischen Materialien innewohnende hohe Abhängigkeit der Ladungsträgermobilität von der Temperatur, die in Verbindung mit schlecht wärmeleitenden Plastiksusbstraten zu einer langsameren Reaktion der Bauelemente führt.
In einer aktuellen Publikation in Scientific Reports untersuchten Wissenschaftler der Professur für Schaltungstechnik und Netzwerktheorie (CCN) und des Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials (IAPP) der TU Dresden vertikale organische Transistoren auf Basis von C60-Kohlenstoffmolekülen mit einer physikalischen Kanallänge von 200nm. Sie fertigten einen verbesserten Schaltkreis zur Charakterisierung solcher Bauelementen, der in ca. 10 Mikrosekunden gleichzeitig eine akkurate Vorspannung anlegen und eine Ansteuerung mit sinusförmigen Signalen erzeugen und dabei exakt verschiedene Hochfrequenz-Parameter messen kann. Diese Charakterisierungsmethode reduziert signifikant die Selbsterhitzung an der Sperrschicht und liefert präzise Daten für bekannte Sperrschichttemperaturen für neuentwickelte Bauelemente. Darüber hinaus erzielten die Forscher einen Geschwindigkeitsweltrekord für organische Transistoren mit einer Übergangsfrequenz von 40MHz. Mehr Details finden sich in der open-access-Publikation
B. K.-Boroujeni, M. P. Klinger, A. Fischer, H. Kleemann, K. Leo, and F. Ellinger, “A Pulse-Biasing Small-Signal Measurement Technique Enabling 40 MHz Operation of Organic Transistors,” Scientific Reports, vol. 8, article number 7643, May 2018. https://www.nature.com/articles/s41598-018-26008-0.
Die Resultate dieser Arbeit bilden einen wesentlichen Schritt hin zur Integration von Hochfrequenz-Anwendungen in flexiblen organischen Schaltkreisen, z.B. für die drahtlose Kommunikation und für Netzteile.
Die Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unter dem Schwerpunktprogramm FFlexCom (DFG-SPP 1796), dem Organik/Polymer-Pfad des Exzellenz-Clusters cfaed und und den DFG-Projekten HFOE und EFOD