Durchsichtige Transistoren für rollbare Bildschirme

Auf der Basis von Nanoröhrchen aus Kohlenstoff drucken Forscher 20.000 Transistoren auf eine transparente Plastikfolie

20.000 Transistoren auf einer durchsichtigen Folie
20.000 Transistoren auf einer durchsichtigen Folie

Los Angeles (USA) - Einfache Computerchips könnten in Zukunft durchsichtig und zugleich flexibel sein wie eine Frischhaltefolie. Auf diesem Weg druckten Wissenschaftler von der University of Southern California in Los Angeles 20.000 filigrane Transistoren auf eine Plastikscheibe mit einem Durchmesser von etwa zwölf Zentimetern. Dieser Prototyp kann zwar nicht mit der Dichte von Abermillionen Transistoren in heutigen Siliziumprozessoren mithalten, bietet aber eine viel versprechende Grundlage für durchsichtige Monitore, die in Spezialbrillen oder in Glasscheiben integriert werden könnten. Über das relativ einfache Produktionsverfahren mit einem Druckvorgang berichten die Forscher in der Fachzeitschrift "ACS Nano".

"Unsere Ergebnisse zeigen, dass ausgerichtete Nanoröhrchen in Zukunft ein großes Potenzial für transparente Elektronik haben", sagt Hsaioh-Kang Chang von der USC Viterbi School of Engineering. Wie schon zahlreiche andere Forschergruppen weltweit nutzten die Wissenschaftler mikroskopisch kleine, einwandige Nanoröhrchen aus Kohlenstoff. Aber das Areal aus Tausenden von p- und n-Transistoren ist bisher einzigartig. Dazu ließen die Forscher die halbleitenden Nanoröhren zuerst auf einem hitzefesten Quartzträger wachsen. Diese Netzstruktur für elektronische Schaltkreise zogen sie vom Quarz ab und setzten sei auf eine durchsichtige und flexible Folie aus Polyäthylen. Mit weiteren Schichten aus leitfähigem Indiumzinnoxid und extrem dünnen Lagen aus Gold kontaktierten sie die einzelnen Nanoröhrchen und erhielten so die gewünschten Transistoren.

Diese Schaltkreise, die komplett ohne das starre und undurchsichtige Silizium auskommen, sind für Hochleistungschips nicht eng genug angeordnet. Aber als Unterlage für elektronische schaltbare Bildpunkte ist diese intelligente Folie gut geeignet. Mit einer weiteren Lage aus organischen Leuchtdioden oder Mikrokapseln wie in elektronischem Papier sollen sich damit nun hochauflösende Bildschirme fertigen lassen. Erste Versuche mit Leuchtdioden aus Galliumnitrid waren bereits erfolgreich. Da diese Monitoren sowohl biegsam als auch durchsichtig wären, könnten sie sich beispielsweise in die Windschutzscheibe von Autos integrieren lassen. Eingebaut in Spezialbrillen könnten Monteure mit solchen transparenten Monitoren auf ihren realen Arbeitsplatz schauen und bekämen zugleich den passenden Bauplan oder Bedienungsanleitungen angezeigt.