16 jun. 2008
2 minuten
Wetenschappers van de TU Delft hebben geconstateerd dat er op het grensvlak van twee niet-geleidende zuivere organische materialen toch een geleidend laagje ontstaat. Dit opent in principe de weg naar een nieuwe klasse van organische elektronische systemen. De wetenschappers publiceren deze week over het onderzoek in Nature Materials. De wetenschappers van het Kavli Institute of […]
Wetenschappers van de TU Delft hebben geconstateerd dat er op het grensvlak van twee niet-geleidende zuivere organische materialen toch een geleidend laagje ontstaat. Dit opent in principe de weg naar een nieuwe klasse van organische elektronische systemen. De wetenschappers publiceren deze week over het onderzoek in Nature Materials.
De wetenschappers van het Kavli Institute of Nanoscience van de TU Delft brachten twee kristallen van organisch materiaal met elkaar in contact, door ze simpelweg tegen elkaar te drukken. Vervolgens observeerden zij dat er op het grensvlak van de twee kristallen een zeer goed geleidend laagje ontstaat. Dit is opmerkelijk omdat de beide materialen, TTF (tetrathiofulvaleen) en TCNQ (tetracyanoquinodimethaan), op zichzelf elektrische isolatoren zijn, ze geleiden dus geen stroom. De weerstand op het grensvlak wordt, net als in metalen, lager als de temperatuur daalt.
De verklaring voor het ontstaan van het geleidende laagje is volgens de onderzoekers dat sommige elektronen uit de buitenste schil van de TTF-moleculen direct aan het grensvlak, overgaan naar de TCNQ-moleculen die zich direct aan de andere kant bevinden. De laagjes bevinden zich op minder dan 2 nanometer van elkaar.
Dotering
De resultaten openen volgens de onderzoekers de weg naar nieuwe experimenten en mogelijke toepassingen. Het proces dat de Delftse wetenschappers, onder leiding van dr. Alberto Morpurgo, hebben geobserveerd, kan waarschijnlijk worden gebruikt bij een groot aantal organische halfgeleidermaterialen.
Het proces genereert een zeer dun geleidend laagje waarbij geen extra toevoegingen nodig zijn. De huidige elektronica maakt nog gebruik van halfgeleidermateriaal dat bestaat uit silicium met daarin zogenoemde doteringsatomen. Deze ‘verontreinigingen’ zijn noodzakelijk om het silicium de gewenste elektronische eigenschappen te geven. Met de voortschrijdende miniaturisering wordt dit principe echter problematischer om toe te passen.
In het algemeen opent deze ontdekking de weg naar een nieuwe klasse van organische elektrische systemen met eigenschappen die niet in conventionele materialen zijn te realiseren. De onderzoekers publiceren deze week over hun bevindingen in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Materials.