Reversibles Durchstimmen der elektronischen Transporteigenschaften in oxidischen leitfähigen Nanostrukturen zur Anwendung im Bereich der druckbaren Elektronik

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Horst Hahn
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 169376382

Ziel des Projekts ist die Untersuchung der Mechanismen, die der oberflächenladungsinduzierten Variation der elektronischen Transporteigenschaften von leitfähigen Oxiden mit hoher spezifischer Oberfläche zugrunde liegen sowie deren Eignung hinsichtlich der Anwendung im Bereich der druckbaren Elektronik. Unsere bisherigen Ergebnisse, welche belegen, dass Transporteigenschaften nanopartikulärer oxidischer Systeme reversibel und dynamisch kontrolliert (durchgestimmt) werden können, bilden die Basis für dieses Vorhaben. Ein anwendungsbezogenes Resultat unserer vorangegangenen Studien ist ein in nasschemisch prozessierter, einfach herstellbarer Niederspannungs-Sperrschicht-Feldeffekttransistor (JFET, junction field-effect transistor), in welchem In2O3:Sn (ITO) Nanopartikel als Kanal und ein Gel-Polymer-Feststoffelektrolyt als Gate-Dielektrikum zum Einsatz kommen. Diese Art von nasschemisch verarbeiteten Bauteilen zeichnet sich dadurch aus, dass sie im Gegensatz zu Ultrahochvakuum (UHV) Techniken nicht mit hohen Anschaffungskosten verbunden sind, wodurch diese Materialien und Herstellungsverfahren vielversprechende Anwärter für die Anwendung im Bereich der druckbaren Elektronik sind. Folgende Schwerpunkte liegen dem Projekt zugrunde:Realisierung eines vollständig gedruckten Feldeffekttransistors mit anorganischem nanopartikulärem Kanal.Diese anwendungsorientierte Zielsetzung erfordert ein allgemeines, umfassendes Verständnis des ladungsinduzierten elektronischen Transportes in nanostrukturierten oxidischen elektrischen Leitern.Identifizierung der zugrunde liegenden Phänomene für die Abhängigkeit der elektronischen Transporteigenschaften von der angelegten Ladung, wie z.B.Bandverbiegung (Modulation der Oberflächenladungsträgerdichte), vollständiges Abschnüren elektrischer Leitungspfade, vergrößerte Fremdatomdichte, Oberflächen- und Korngrenzenstreuung.Korrelation zwischen Ladungsträgerdichte, mittlerer freier Weglänge, charakteristischer morphologischer Eigenschaften (z.B. Durchmesser von Partikeln und Einschnürungen im Fall nanopartikulärer Aggregate; Dicke von Nanodrähten; etc.) und der Größe der oberflächenladungsinduzierten Variation des elektronischen Transports.In-situ Untersuchung der mikroskopischen Prozesse an der geladenen Oberfläche, wie z.B. der lokalen Struktur und/oder lokaler Ladungszustände.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr. Robert Kruk