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Dresdner Physiker bringen organische Elektronik auf Gigahertz-Tempo

Organische Bipolartransistoren können auf flexiblen elektronischen Elementen auch anspruchsvolle Aufgaben der Datenverarbeitung und -Übertragung übernehmen, wie hier für Elektrokardiogramm-Daten. Grafik: Jakob Lindenthal für die TUD

Organische Bipolartransistoren können auf flexiblen elektronischen Elementen auch anspruchsvolle Aufgaben der Datenverarbeitung und -Übertragung übernehmen, wie hier für Elektrokardiogramm-Daten. Grafik: Jakob Lindenthal für die TUD

Vertikale Bauweise bringt bipolare Tranisitoren auf Kohlenstoffbasis auf Trab

Dresden, 27. Juni 2022. Schlaue Heilpflaster, organische Hirnimplantate und aufrollbare Bildschirme mit flexibler Steuerelektronik rücken nun doch in greifbare Nähe: Physikern der Uni Dresden haben einen Minischalter aus organischen Stoffen generiert, der auf Milliarden von Schaltvorgängen pro Sekunde kommt. Das hat die TU Dresden mitgeteilt. Bisher waren solche bipolaren Gigahertz-Transistoren nur mit Silizium oder anderen starren Materialien herstellbar. Für ihren Durchbruch setzten die Dresdner auf eine senkrechte Dünnschichtbauweise ihrer organischen Transistoren.

Pioniere der organischen Elektronik und nun Zukunftspreisträger: Prof. Dr. rer. nat. Karl Leo, Dr. rer. nat. Jan Blochwitz-Nimoth, Dr. rer. nat. Martin Pfeiffer, (v.l.n.r). Abb.: FHG

Aufnahme aus den frühen Jahren: Prof. Karl Leo, Dr. Jan Blochwitz-Nimoth und Dr. Martin Pfeiffer (v.l.n.r) gelten als Pioniere der organischen Elektronik. Abb.: A. Pudenz/FHG

„Haben 20 Jahre über dieses Bauelement nachgedacht“

„Wir haben 20 Jahre über dieses Bauelement nachgedacht“, erzählte Prof. Karl Leo vom Institut für Angewandte Physik (IAP) der TU Dresden, der als einer der führenden Organikelektronik-Experten weltweit gilt. „Ich bin begeistert, dass wir es mit den neuartigen hoch geordneten Schichten nun demonstrieren konnten. Mit dem organischen Bipolartransistor und seinem Potenzial eröffnen sich völlig neue Perspektiven für die organische Elektronik, da damit auch anspruchsvolle Aufgaben in Datenverarbeitung und -übertragung möglich werden.“

Uni Dresden forscht schon seit den 1980ern an organischer Elektronik

Die TU Dresden beschäftigt sich bereits seit DDR-Zeiten mit organischer Elektronik. Aber erst nach der Wende gelangen Durchbrüche, die auch eine kommerzielle Verwertung möglich gemacht haben, Dabei entstanden Uni-Ausgründungen wie Novaled, die sich die sich auf leistungssteigernde Zutaten für organische Leuchtdioden (Oled) spezialisiert haben, oder Heliatek, die biegsame organische Solarzellen (OPV) herstellen. Organische Elektronik schaltete bisher jedoch zu langsam, um damit mehr als ganz simple Steuerfunktionen realisieren zu können.

Mit ihren vertikalen Transistoren ermöglichen die Dresdner Physiker nun auch schnelle und komplexe organische Elektronik. „Damit können und wollen wir nicht mit Silizium konkurrieren“, räumte Prof. Leo ein. „Aber für flexible, biokompatible und Low-cost Bauelemente eröffnet das ganz neue Perspektiven.“

Zum Entwicklerteam gehören Prof. Karl Leo, Dr. Hans Kleemann, Dr. Shu-Jen Wang und Dr. Michael Sawatzki. Sie haben ihre Fortschritte nun in der Fachzeitschrift „Nature“ publiziert.

Autor: hw

Quellen: Prof. Leo, TUD, Oiger-Archiv

Wissenschaftliche Publikation:

„Organic bipolar transistors“, Shu-Jen Wang, Michael Sawatzki, Ghader Darbandy, Felix
Talnack, Jörn Vahland, Marc Malfois, Alexander Kloes, Stefan Mannsfeld, Hans Kleemann,
Karl Leo. Nature, 22. Juni 2022. https://www.nature.com/articles/s41586-022-04837-4