Die Fachwelt der Physiker war begeistert, als Jan-Hendrik Schön, ehemaliger Forscher an den Bell-Labs, vor wenigen Jahren Schalteigenschaften an organischen Molekülen präsentierte. Doch die Daten waren gefälscht und Schön wurde entlassen. Nun tasten sich die Physiker langsam wieder an das potenziell neue Transistormaterial heran. Niederländische Forscher zeigten nun, dass ein organischer Feldeffekt-Transistor aus einem Tetracen-Einkristall Elektronen mehr Beweglichkeit ermöglicht als hauchdünne Filme aus diesem Material.
Mit größter Vorsicht setzten Teun Klapwijk und seine Kollegen von der Technischen Universität Delft ein Tetracen-Einkristall auf eine Oberfläche mit elektrischen Kontakten. Dieses Molekül besteht aus vier Kohlenstoffringen und ist äußerst empfindlich. Erste Messungen an diesem Kristall, der kleiner als ein Millionstel Meter ist, zeigten vielversprechende Schalteigenschaften. So wies er eine deutlich höhere Elektronenmobilität auf als dünne, organische Filme, die mit klassischen Methoden auf ein Trägermaterial aufgetragen werden. Ihre Ergebnisse stellen die Forscher in einer Vorabveröffentlichung im ePrint-Archiv arXiv.org der Fachwelt zur Diskussion.
Um den Tetracen-Einkristall möglichst nicht zu zerstören, vertraute Klapwijk auf einfache elektrostatische Kräfte. Diese halten das Molekül überraschend sicher auf der Siliziumunterlage fest. Um die bisher erreichten Schalteigenschaften weiter zu verbessern, wollen die Physiker vor allem die elektrischen Kontakte zwischen Einkristall und Elektroden optimieren. Auch andere organische Substanzen stehen auf ihrer Versuchsliste.
Organische Feldeffekt-Transistoren können die Grundlage für flexible und günstige Elektronik bilden. Biegsame, hochauflösende Displays oder robuste Computerchips könnten auf diesen Substanzen in Zukunft aufbauen. Doch bis dahin müssen die Forscher noch viele grundlegende Probleme lösen.
Trotz des Rückschlags des Schön-Skandals geben die Wissenschaftler nicht auf. “Wir sind auf dem richtigen Weg. Wir lernen Schritt für Schritt die grundlegenden Eigenschaften dieses bereits in dünnen Filmen angewandte, doch noch weitgehend unverstandene Material”, schaut Klapwik optimistisch in die Zukunft.
Jan Oliver Löfken
