Neues Material für elektronische Schaltkreise

Delft (Niederlande) - Für biegsame Solarzellen und flexible Elektronik gewinnen leitfähige Kunststoffe immer mehr an Bedeutung. Nun haben niederländische Wissenschaftler einen überraschenden Effekt beobachtet, der für die organische Elektronik weitere wichtige Impulse liefern könnte: An der Grenzfläche zwischen zwei isolierenden, organischen Kristallen beobachteten sie eine Leitfähigkeit, wie sie typisch für Metalle ist. Über dieses auf den ersten Blick widersprüchliche Verhalten berichten die Forscher in der Fachzeitschrift "Nature Materials".

"Die elektronischen Eigenschaften an der Grenzflächen von zwei verschiedenen Festkörpern können radikal von denen der beiden Materialien in Reinform abweichen", schreiben Helena Alves und ihre Kollegen von der Technischen Universität Delft. Für die mit zwei Nanometern extrem dünne und leitfähige Schicht lagerten die Forscher zwei organische Isolatoren, Tetrathiofulvalen und ein Cyanoquinodimethan, übereinander. Mit angeschlossenen Elektroden bestimmten sie die Leitfähigkeit an der Grenzschicht dieser beiden Materialien. Diese war um viele Größenordnungen größer als in jedem Werkstoff allein. Zudem veränderte sich der elektrische Widerstand nach den gleichen Regeln wie bei klassischen leitfähigen Metallen. Den Grund sehen die Forscher in der gesteigerten Mobilität der Ladungsträger exakt im Kontaktbereich zwischen den beiden Isolatoren.

"Diese Ergebnisse haben aufregende Auswirkungen", beurteilt Jochen Mannhart von der Universität Augsburg diese Entdeckung. Mit verschiedenen Materialien ließen sich so gezielt hauchdünne elektrische Leiter für den Aufbau von organischen Schaltkreisen entwickeln. Zudem sei es denkbar, dass mit speziell konstruierten Grenzflächen auch andere metallische Eigenschaften wie Magnetismus und Supraleitung in neuen Materialkombinationen erzielt werden könnten.