Eerste geïntegreerde schakelingen via zelfassemblage
Geplaatst: 16 oktober, 2008
Een Europees onderzoeksteam -met hierin drie TU/eers- heeft voor het
eerst organische geïntegreerde schakelingen gemaakt met een zogeheten
bottom-up-methode. Dat schrijven de onderzoekers in een artikel dat
vandaag, donderdag 16 oktober, wordt gepubliceerd in
wetenschapstijdschrift Nature.
Schematische voorstelling van de organische geintegreerde schakeling
De onderzoekers lieten de moleculen zelf het werk doen: ze dompelden
een substraat met een patroon in een oplossing met organische
halfgeleidermoleculen die waren voorzien van een speciale
verankeringsgroep. Hierdoor ontstond een enkele laag moleculen in het
juiste patroon, met als resultaat een schakeling van diverse
organische transistoren - elektrische componenten waarmee signalen
worden geschakeld.
De spontane organisatie van moleculen maakt veel stappen van de
conventionele fabricage van organische transistoren overbodig. Dit
proces van zelfassemblage wordt in de farmaceutische- en
kunststofindustrie al redelijk succesvol toegepast, maar in de
elektronica werd tot nu toe weinig vooruitgang geboekt, aldus de
onderzoekers. Zij hebben nu laten zien dat het mogelijk is om
geïntegreerde schakelingen (integrated circuits) te maken met meer dan
driehonderd zelfgeassembleerde transistoren - maar een fractie van het
aantal transistoren op een siliciumchip, maar tot voor kort ondenkbaar
met organische halfgeleiders.
Het project stond onder leiding van de Rijksuniversiteit Groningen en
Philips Research. De TU/e werd vertegenwoordigd door promovendus ir.
Simon Mathijssen en dr.ir. Martijn Kemerink van Technische Natuurkunde
en dr.ir. Eugenio Cantatore van Elektrotechniek.
Mathijssen speelde samen met zijn Groningse collega-promovendus Edsger
Smits een belangrijke rol in het vervaardigen en testen van de
integrated circuits. We hebben de transistoren bij Philips gemaakt, en
ze vervolgens daar en aan de TU/e gekarakteriseerd, zegt Mathijssen,
die de helft van zijn tijd bij Philips doorbrengt. Een deel van de
tests is in Oostenrijk uitgevoerd, en de moleculen waarmee we de
transistoren hebben gemaakt, kwamen uit Moskou, zo benadrukt
Mathijssen het internationale karakter van de samenwerking.
Om te demonstreren dat de technologie echt werkt, bouwde het team een
15-bits programmagenerator, een schakeling die een spanning omzet in
een digitale code. Voor de toekomst voorzien de onderzoekers
toepassingen in onder meer identificatielabels, buigzame LCD-schermen
en gassensoren.
Technische Universiteit Eindhoven