Lichtgesteuerte Transistoren

Organische Halbleitermaterialien sind Schlüsselkomponenten für die Entwicklung leichter und flexibler elektronischer Bauelemente. Um jedoch komplexe Funktionen zu realisieren, müssen die Komponenten in verschiedenen Schaltzuständen vorliegen können, die selektiv und im Idealfall mit Hilfe unterschiedlicher Stimuli adressiert werden können. Licht ist dabei einer der attraktivsten Stimuli, da es hohe räumliche und zeitliche Kontrolle ermöglicht und mit moderner Optik gekoppelt werden kann. Allerdings muss die benötigte Lichtempfindlichkeit der Bauelemente zunächst in die verwendeten Materialien eingebaut werden.

Ein internationales Forscherteam, an dem sowohl der Chemiker Stefan Hecht als auch der Physiker Norbert Koch – beide Mitglieder des IRIS Adlershof der Humboldt-Universität zu Berlin – beteiligt sind, hat nun erstmalig derartige „smarte“ Transistoren gefertigt, die durch Licht adressiert werden können. In ihrer aktuellen Veröffentlichung in Nature Chemistry demonstrieren die Autoren ein neues Konzept, bei dem photoschaltbare „Fallen“ für Ladungsträger, sogenannte „traps“, direkt in den herkömmlichen Halbleiter integriert werden.

Diese maßgeschneiderten kleinen Moleküle sind nach Bestrahlung mit UV-Licht in der Lage, den Stromfluss durch den Halbleiter im Transistor zu blockieren. Bestrahlung mit sichtbarem Licht schaltet die Fallen wieder ab, so dass der Strom wieder in gewohnter Weise durch das Bauelement fließen kann. Die entwickelte Methode, bei der die lichtempfindlichen Moleküle mit dem organischen Halbleiter einfach vermischt werden, ist sehr effektiv und erlaubt eine kostengünstige Bauelementherstellung. Die über Licht programmierbaren Transistoren könnten somit in Zukunft als multifunktionale opto-elektronische Bauelemente in logischen Schaltkreisen fungieren.

HU Berlin / DE