Gute Performance trotz Chaos

«Wunder-Polymere» revolutionieren lahme Halbleiter

publiziert: Freitag, 7. Nov 2014 / 14:23 Uhr
Die amorphen Mikrostrukturen ermöglichen Elektronen, sich frei zu bewegen.
Die amorphen Mikrostrukturen ermöglichen Elektronen, sich frei zu bewegen.

Cambridge - Forscher der University of Cambridge haben günstig herstellbare Polymere entwickelt, die trotz ihrer augenscheinlich unorganisierten internen Struktur Elektronen so effizient transportieren können wie teure kristalline Halbleiter. In den neuen Polymeren können rund 70 Prozent der Elektronen frei wandern. Bislang waren es meist weniger als 50 Prozent.

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Über viele Jahre hinweg haben die Wissenschaftler nach halbleitenden Polymeren gesucht, die nach einer bestimmten Art verarbeitet und gedruckt werden können und damit billig herstellbar sind. Ein grosses Problem stellte immer wieder die interne Struktur der Polymere dar, weil diese eher einer Portion Spaghetti ähnelt als denen der Struktur gleichmässig angeordneten Kristallgitter, die in den meisten elektronischen und optoelektronischen Geräten zu finden sind.

Diese verworrenen Anordnungen führen meist zu schlechterer Performance. Denn die geladenen Elektronen müssen sich ihren Weg durch das Chaos bahnen. Nun haben die Forscher konjugierte Polymere entdeckt, die gegenüber jeglicher Art von Chaos tolerant sind. «Diese Materialien scheinen zwar auf mikrostruktureller Ebene amorph, jedoch erlauben sie den Elektronen, sich fast frei zu bewegen - fast so wie in kristallinen anorganischen Halbleitern», sagt Forschungsleiter Mark Nikolka.

Breites Anwendungsspektrum

Die Wissenschaftler planen nun, ihre Ergebnisse dafür zu verwenden, um Molekülanleitungen für eine grosse Gruppe von Polymeren zu verfassen. Dabei hoffen sie, dass damit ein neues Feld für flexible elektronische Applikationen entsteht. Zum Beispiel könnten diese Materialien für die Farb- und Videodisplays elektronischer Geräte - wie Smartphones oder Tablets - verwendet werden.

(bert/pte)

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