Onzichtbare elektronica komt in zicht dankzij nieuwe materialen
Elektronica die transparant is en die gewoon op flexibel plastic
aangebracht kan worden: met een nieuw transparant materiaal dat
`gaten' geleidt brengt promovendus ir. Matthijn Dekkers van de
Universiteit Twente deze mogelijkheden dichterbij. Krachtig is vooral
de combinatie met bestaande materialen die elektronen geleiden.
Dekkers, die zijn onderzoek deed binnen het MESA+ Instituut voor
Nanotechnologie, publiceerde hierover al in Applied Physics Letters en
promoveert op 8 maart aan de faculteit Technische Natuurwetenschappen.
Het bijzondere aan het nieuwe materiaal is niet alleen dat het
transparant is en `gaten' geleidt, het kan al bij kamertemperatuur
worden aangebracht op plastic. Voor elektronica geïntegreerd in
vensters, voor oprolbare displays en allerlei opto-elektronische
toepassingen biedt dit nieuwe mogelijkheden.
Transparante geleidende materialen zijn er weliswaar al voor
elektronen, maar om actieve elektronica te maken is daarnaast ook een
materiaal nodig dat `elektrongaten' geleidt: in dat materiaal is er
juist een gebrek aan elektronen en vindt de geleiding via
elektrongaten plaats. Het is de combinatie van beide typen materialen
- n-type en p-type - die zo interessant is: dankzij zogenaamde
pn-overgangen zijn actieve componenten te maken zoals dioden, LED's en
transistoren.
Het is vooral de kunst om een materiaal te maken dat een voldoende
grote `bandgap' heeft, aldus Dekkers. Dit is de kloof tussen twee
energieniveaus die een elektron of gat kan aannemen. Is de bandgap
klein, dan wordt zichtbaar licht door het materiaal geabsorbeerd: het
licht `helpt' bij het overbruggen van de kloof. Het materiaal is dan
echter niet transparant. Een grotere bandgap daarentegen voorkomt de
absorptie van licht. Door een speciale kristalstructuur te kiezen, en
in die structuur geladen deeltjes op te nemen van het juiste
materiaal, kan Dekkers de grootte van de bandgap sturen. Hij neemt
daarvoor iridium-ionen, die omgeven worden door een octaëder van
zuurstofatomen. Het resulterende materiaal is zink-iridium-oxide dat
via een gepulste lasertechniek op een oppervlak wordt aangebracht.
De kristalstructuur van zink-iridium-oxide, waarin het iridium is
omgeven door zuurstofatomen
Eerste diode
Dat proces kan bij kamertemperatuur plaatsvinden: het materiaal blijft
transparant en is ook bij die lage temperatuur een goede
gatengeleider. Dekkers heeft een eerste transparante pn-overgang
gemaakt, en die functioneert daadwerkelijk als een diode. Dit is
veelbelovend voor nieuwe toepassingen in -eventueel ultraviolette-
LED's en voor relatief goedkope fabricage van transparante
elektronica.
Dekkers heeft zijn onderzoek gedaan onder leiding van dr. Guus
Rijnders in de Inorganic Materials Science groep van prof. Dave Blank,
onderdeel van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie. Het onderzoek
is gefinancierd vanuit het programma IOP Oppervlaktetechnologie,
uitgevoerd door SenterNovem.
Contactpersoon voor de pers: Wiebe van der Veen, tel (053) 4894244
Top
Laatst gewijzigd op 07-03-2007 12:48:31 door Webmaster
Universiteit Twente