Inhoud van de pagina:
048 - Doorbraak in moleculaire elektronica
Datum: 4 mei 2006
Onderzoekers van het Materials Science Centre^plus van de
Rijksuniversiteit Groningen en Philips Research zijn er voor het eerst
in geslaagd om met een eenvoudige methode het transport van elektronen
in een enkele laag van moleculen betrouwbaar en reproduceerbaar te
meten. De methode is een doorbraak in het wetenschappelijk onderzoek
naar moleculaire elektronica. De resultaten worden op 4 mei 2006
gepubliceerd in het wetenschappelijk vakblad Nature.
`Er is de laatste tien à twintig jaar veel onderzoek gedaan aan
moleculaire elektronica. Dit is een vorm van nanotechnologie waarin
een elektronische functie wordt ingebouwd in een enkele laag
organische moleculen. Maar wat nog ontbrak in het vakgebied was een
methode om betrouwbare metingen aan zo'n laag te verrichten', zegt de
Groningse hoogleraar prof. dr. ir Paul Blom.
Kortsluiting
Om het elektronentransport in een monolaag moleculen te meten, moet
deze laag ingesloten zitten tussen twee lagen metaal (goud). De beide
metaallagen dienen als elektroden. Het proces begint met het spontaan
laten groeien van de monolaag moleculen (1,5 nanometer dik) op één van
de elektroden. De moleculen komen dan als haren recht op het
metaaloppervlak te staan. Vervolgens kan er een tweede metaallaag
worden opgedampt. Er zitten echter altijd leemten in de monolaag die
tijdens het opdampen worden opgevuld met metaalatomen. Het gevolg is
kortsluiting. Een alternatief is proberen om met de tip een Scanning
Tunnel Microscope (STM) het uiteinde van één molecuul op te zoeken.
Maar de uitkomsten van dit soort metingen vertonen een enorme
variatie, omdat nooit duidelijk is of de STM-tip precies op het
uiteinde van het molecuul zit of net ernaast.
Extra plastic laag
De onderzoeksgroep uit Groningen en Eindhoven lost dit probleem op
door op de moleculaire monolaag eerst een extra laag geleidend plastic
aan te brengen. Die plastic laag heeft een structuur met platliggende
vezels die niet in eventuele leemten past. Omdat het geleidend
vermogen van geleidend plastic beperkt is, komt bovenop op de plastic
laag weer een metaallaag. `Uit ons onderzoek blijkt dat we aan deze
vierlaagsstructuur goed reproduceerbare metingen uit kunnen voeren,
die de elektrische eigenschappen van de monolaag weerspiegelen', zegt
de leider van het project, dr. Bert de Boer van het Materials Science
Centre^plus van de RUG.
Moleculaire zelf-organisatie
Hoewel het nog in de kinderschoenen staat, wordt moleculaire
elektronica beschouwd als een veelbelovende toepassing van
nanotechnologie. Met moleculaire elektronica kan men elektronische
`devices' en schakelingen maken waarbij de functionaliteit verankerd
zit in de moleculen zelf. Nu worden nog druk- of etstechnieken
gebruikt bij de fabricage van elektronisch schakelingen. Moleculaire
elektronica berust echter op het principe van moleculaire
zelf-organisatie. Net als in de levende natuur rangschikken de
moleculen zich spontaan in de juiste structuur.
Geen concurrent
Als moleculaire elektronica eenmaal volwassen is, ligt een nieuw
terrein van toepassingen voor de elektronica-industrie open. Maar dr.
ir. Dago de Leeuw van Philips Research verwacht niet dat het zal
concurreren met de huidige, op silicium gebaseerde technologie.
`Plastic elektronica is vooral interessant voor toepassingen die men
grootschalig tegen zeer lage kosten wil produceren', zegt hij.
Noot voor de pers
Meer informatie:
dr. B. de Boer, tel. (050) 363 4370/8750, e-mail: b.de.boer@rug.nl
prof.dr.ir. P.W.M. Blom, tel. (050) 363 4376/8750, e-mail:
p.w.m.blom@rug.nl
Nature publicatie:
Titel: Towards molecular electronics with large-area molecular
junctions
Auteurs: Hylke B. Akkerman, Paul W.M. Blom, Dago M. de Leeuw, Bert de
Boer
Rijksuniversiteit Groningen