Verdrehtes Molekül für robuste organische Transistoren

Würzburg/Stanford (USA) - Biegsame Bildschirme, hauchdünne Schaltschichten: Wenn Elektronik auch in flexiblen Bauteilen funktionieren soll, kommen meist organische Dünnfilm-Transistoren zum Einsatz. Sie sind beweglicher und kostengünstig, allerdings bislang anfälliger und weniger leistungsfähig als Silizium-Transistoren. Jetzt soll ein neues Molekül aus Süddeutschland dies ändern helfen - das organische Molekül ist in sich so geknickt, dass es sich beim Aufdampfen geordnet anlagert. Die dünnen Schichten eignen sich als Basis leistungsstarker Transistoren, berichten die Forscher im Fachblatt "Angewandte Chemie". Vor allem aber funktionierte das Material auch nach 20 Monaten an der Luft noch gut - während herkömmliche organische Transistoren oft unter Sauerstoff oxidieren und beschädigt werden.

Octachlorperylendiimid heißt der mögliche neue Star am Halbleiter-Himmel, entwickelt von Chemikern der Universität Würzburg und Forschern des BASF-Konzerns in Ludwigshafen. In Testläufen an der US-amerikanischen Stanford University zeigte sich das Molekül als überaus luftstabil und leistungsfähig. Sein Geheimnis: Zum einen ersetzten die Forscher acht Wasserstoffatome, so dass die Moleküle ärmer an Elektronen sind als üblich und damit weniger anfällig für oxidierende Umgebungsluft. Zum anderen besitzen die Moleküle eine in sich verzogene Struktur - wie eine flache Acht mit gegeneinander verdrehten Hälften -, dank derer sie sich wie Stapelformen passend aneinander lagern. Damit entsteht beim Aufdampfen auf einen Trägerstoff ein dichter Verbund, so die Forscher, in dem sich die Moleküle weitgehend überlappen. Wechselwirkungen treten auf und Wasserstoffbrücken bilden sich untereinander, was zu erhöhter Elektronenbeweglichkeit führt - und zusätzlich zu weiterer Unempfindlichkeit gegenüber Sauerstoff.