Een team van onder meer Philips Research, de Rijksuniversiteit Groningen (RUG) en het Dutch Polymer Institute (DPI) hebben grote vooruitgang geboekt met het fabriceren van moleculaire diodes, waarbij een enkel molecuul verantwoordelijk is voor het elektrische transport in een IC-component. Ze hebben met hun technologie meer dan twintigduizend moleculaire diodes gebouwd op een standaard 150 mm siliciumwafer met een rendement van 100 procent. Het team publiceert zijn bevindingen in Nature Nanotechnology.
Het idee achter moleculaire elektronica is om de actieve component slechts een enkel molecuul dik te maken. De onderzoekers gingen uit van een moleculaire diode, die de vorm aanneemt van een molecuuldikke laag gesandwicht tussen twee elektrodes. Ze leggen daarvoor eerst een gouden onderelektrode aan, waarop ze een zelfassemblerende monolaag (Sam) laten groeien. Via een opdampproces brengen ze de bovenelektrode aan. Een probleem hierbij is dat er vaak metaalatomen door de Sam heen zakken en kortsluiting veroorzaken. Om dat te voorkomen, scheiden de researchers de Sam en de bovenelektrode met een geleidende organische bufferlaag.
Tot nog toe kampten pogingen om bruikbare moleculaire diodes te bouwen met problemen in betrouwbaarheid, opbrengst en stabiliteit. In het huidige werk hebben de onderzoekers de procesparameters zo aangepast dat ze de moleculaire diode met een rendement van 100 procent kunnen maken. Bovendien kunnen ze de benodigde interconnectlagen aanbrengen om de structuren met elkaar te verbinden. ’In plaats van zo‘n tien processtappen om een losse diode te bouwen, heb je nu veertig tot vijftig stappen nodig om ze aan elkaar te knopen‘, legt eerste auteur Paul van Hal van Philips uit. In totaal wisten ze reeksen van tweehonderd diodes met elkaar te verbinden.
This article is exclusively available to premium members of Bits&Chips. Already a premium member? Please log in. Not yet a premium member? Become one for just €20 for the first year and enjoy all the benefits.
