(A) Die Dünnschichttransistoranordnung auf einem Glassubstrat. Einschub: Ein vergrößerter transparenter Transistor. (B) Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme des SWNT-Netzwerks. Bildnachweis: Eun Ju Bae et al.

Die Fähigkeit, flexible, transparente Elektronik zu schaffen, könnte zu einer Vielzahl neuartiger Anwendungen führen, wie zum Beispiel E-Paper- und elektronische Auto-Windschutzscheiben. Jetzt haben Wissenschaftler einen Transistor aus einem Netzwerk von Nanoröhren konstruiert, der als wesentliche Komponente in einem Transflex-Bauelement dienen kann.

Solche Vorrichtungen erfordern zwei Hauptkomponenten: Leuchtanzeigen und stromsteuernde Transistoren. Während Wissenschaftler herausgefunden haben, dass OLEDs und LCDs gut als Leuchtdisplays funktionieren, ist die Suche nach einem wirklich transparenten und flexiblen Transistormaterial immer noch ein offener Bereich. Üblicherweise bestehen diese Transistoren aus metallischen Nanodrähten.

Kürzlich haben Forscher der Hanyang-Universität in Seoul einen Dünnschichttransistor aus vernetzten einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (SWNTs) auf einem Glassubstrat konstruiert. Es ist zwar nicht der erste aus SWNTs hergestellte Dünnfilmtransistor, bietet jedoch den Vorteil, dass eine hohe Dichte von SWNTs bei niedrigeren Temperaturen als normalerweise erforderlich gezüchtet werden kann.

Das Verfahren zeigt vor allem, dass Nanoröhren eine praktische Wahl für die Herstellung transparenter Dünnschichtelektroniken wie Flachbildschirme und zukünftiger optoelektronischer Bauelemente darstellen können.

"Diese Arbeit zeigt, dass wir in der Lage sind, einen Transistor mit dünnen Schichten von SWNTs anstatt mit einzelnen SWNTs zu bauen", sagte Co-Autor Wanjun Park gegenüber PhysOrg.com . "Es bedeutet, dass wir eine einfachere Herstellungsmethode für elektronische Bauelemente aus Nanoröhren haben, ohne dass jedes einzelne Rohr einzeln gesteuert werden muss."

In einer kürzlich erschienenen Ausgabe der Nanotechnologie erklärten die Forscher, wie das SWNT-Netzwerk durch eine Technik namens chemische Gasphasenabscheidung angeordnet werden kann. Bei diesem Verfahren wird das Substrat mit Katalysatoren vorstrukturiert, um das Ätzen zu vermeiden, und die Nanoröhren können direkt auf dem Substrat abgeschieden werden. Durch die Verbesserung dieser Technik durch die Verwendung eines Wasserplasmas konnten die Wissenschaftler die Nanoröhren bei deutlich niedrigeren Temperaturen als bei früheren Methoden züchten.

Aufgrund der hohen SWNT-Dichte auf dem Substrat schneiden sich die Nanoröhren, um einen kontinuierlichen leitenden Pfad zu bilden. Für Nanoröhren oberhalb einer kritischen Perkolationsschwelle (ein Maß für die Konnektivität) gab es jedoch keine Leitfähigkeit. Auf diese Weise wirken die SWNTs wie Halbleiter und bilden die Grundlage für das Ein- und Ausschalten im Transistor.

In Zukunft wollen die Wissenschaftler die Nanoröhrentransistoren verbessern, indem sie ihre Mobilität erhöhen und die komplexe Konfiguration der Nanoröhrennetzwerke besser verstehen.

"Diese Ergebnisse sind nur der Anfang", sagte Park. „Die Technologie benötigt niedrigere Temperaturen für das Halbleiter-SWNT-Wachstum sowie eine höhere Transistorleistung für reale Anwendungen. SWNT ist jedoch ein sehr robuster Werkstoff mit hervorragenden elektrischen Eigenschaften. Es kann erwartet werden, dass es einer der Kandidaten für ein zukünftiges elektronisches Material ist. “

Weitere Informationen: Bae, Eun Ju, Min, Yo-Sep, Kim, Un Jeong und Park, Wanjun. „Dünnschichttransistoren aus einwandigen Kohlenstoffnanoröhren, die direkt auf Glassubstraten gewachsen sind.“ Nanotechnology 18 (2007) 495203 (4 Seiten).

Copyright 2007 PhysOrg.com.
Alle Rechte vorbehalten. Dieses Material darf ohne die ausdrückliche schriftliche Genehmigung von PhysOrg.com weder ganz noch teilweise veröffentlicht, gesendet, umgeschrieben oder weiterverbreitet werden.