Durchsichtige Transistoren

Forscher der Universität Leipzig haben einen transparenten Transistor mit viel versprechenden elektrischen Eigenschaften vorgestellt.

Forscher der Universität Leipzig haben einen transparenten Transistor mit so hervorragenden elektrischen Eigenschaften vorgestellt, dass er weite Anwendung in Displaytechnik und Biotechnologie finden kann. Der von einem Team um Marius Grundmann, Professor am Institut für Experimentelle Physik II, entwickelte Metall-Halbleiter Feldeffekt-Transistor, kurz MESFET, wartet mit einem gleichrichtenden Silberkontakt an der Steuerelektrode auf. Als Material für den Stromfluss wurde der Halbleiter Zinkoxid gewählt; die Strom transportierende Schicht ist nur 20 Nanometer dick. „Zinkoxid hat die besondere Eigenschaft, transparent zu sein und gleichzeitig dabei einen Stromfluss zu erlauben“, erläutert Marius Grundmann. Damit wird der Transistor insgesamt durchsichtig und man kann damit elektrische Schaltungen bauen, die ebenfalls transparent sind, was für transparente Displays und neuartige Anwendungen in der Mikroskopie von großer Bedeutung ist. Ein Artikel über den transparenten MESFET, TMESFET genannt, erschien in der Fachzeitschrift „Applied Physics Letters“.

„Transparente Elektronik befindet sich schon jetzt auf jedermanns Schreibtisch“, sagt Marius Grundmann. „Beim Flachbildschirm eines Laptops oder TV-Geräts sieht man immer durch eine transparente Elektrode hindurch. Diese kontaktiert die leuchtenden Pixel von vorne und bestehen zumeist aus Indiumzinnoxid. Die Transistoren auf Siliziumbasis, die das Display logisch ansteuern, sitzen allerdings hinter dem Display, da sie nicht durchsichtig sind. Transparente Displays werden zukünftig eine wichtige Rolle spielen, beispielsweise bei der Anzeige von Navigations-Informationen auf der Windschutzscheibe von Fahrzeugen. Objekte wie ein Tisch oder Kühlschrank können durch transparente Elektronik interaktiv gemacht werden, ohne dass ihr Aussehen dadurch gestört wird.“

Der Strom des transparenten Leipziger MESFET kann durch Variation einer Spannung um etwa plus minus 1 V um den Faktor von gut zehn Millionen verändert werden und besitzt somit eine große Verstärkung (genauer: Steilheit). „Der maximale Strom reicht dabei gut aus, um einen Displaypixel treiben zu können“, berichtet Heiko Frenzel, der mit diesem Thema promoviert. Seine Arbeiten werden vom Sonderforschungsbereich 762 „Funktionalität Oxidischer Grenzflächen“ finanziert und er ist Mitglied in der Leipzig Graduate School of Natural Sciences - Building with Molecules and Nano-objects (BuildMoNa), die im Exzellenzwettbewerb des Bundes und der Länder gefördert wird. Seine Entwicklung des TMESFET wird nun in die interdisziplinären Arbeiten der Graduiertenschule einfließen.

Quelle: Universität Leipzig

Weitere Infos:

• Originalveröffentlichung:
  H. Frenzel, A. Lajn, M. Brandt, H. von Wenckstern, G. Biehne, H. Hochmuth, M. Lorenz und M. Grundmann, ZnO metal-semiconductor field-effect transistors with Ag-Schottky gates, Appl. Phys. Lett. 92, 192108 (2008).
  http://dx.doi.org/10.1063/1.2926684
• Semiconductor Physics Group, Universität Leipzig:
  http://www.uni-leipzig.de/~hlp