Schutz vor ''Blüten''
Organische Elektronik könnte Banknoten fälschungssicher machen.
Moderne Geldscheine besitzen bis zu fünfzig verschiedene Sicherheitsmerkmale wie Wasserzeichen, Hologramme, Reliefdrucke, eingearbeitete Folienstreifen und fluoreszierende Tinten. Prinzipiell ließen sich Sicherheitsmerkmale auch mit integrierten Schaltkreisen verwirklichen, allerdings sind gängige Silizium-Wafer zu starr, und selbst Mikrochips mit stark reduzierter Dicke – machbar sind noch etwa 20 µm – sind noch zu dick, um sie in Geldscheine zu integrieren. Prinzipiell lassen sich auch dünne Siliziummembranen von einem Wafer auf einen Kunststoff übertragen und dann zu elastischen Schaltkreisen verarbeiten, aber durch die extremen Prozessbedingungen bei dieser Fertigung könnten die Geldscheine Schaden nehmen. Daher erscheinen organische Dünnschichttransistoren (TFTs) als viel versprechender Weg. Wissenschaftlern des Stuttgarter Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung, der Universitäten in Higashi-Hiroshima und Tokio sowie der Firma Nippon Kayaku haben nun Labormuster solcher TFTs direkt auf Geldscheinen gefertigt.
Banknoten haben eine relativ raue Oberfläche, auf der organische Transistoren nicht ohne weiteres haften. (Bildquelle: Adv. Mater.)
Für die Herstellung der TFTs brachte das Forscherteam zunächst dünne Gate-Elektroden aus Aluminium und eine sich selbst organisierende Monoschicht (SAM) aus Alkylphosphonsäure auf den Geldscheinen auf. Die Alkylphosphonsäure dient zusammen mit einer dünnen Aluminiumoxidschicht als Gate-Dielektrikum hoher Kapazität; die p- bzw. n-Kanal-TFTs bestehen jeweils aus einem organischen Halbleiter. Bis auf die Aufbringung der Monolage handelt es sich um chemische Trockenprozesse – eine wichtige Voraussetzung, damit die empfindlichen Geldscheine unversehrt bleiben. Die Transistoren und Schaltkreise haben eine Dicke von weniger als 250 nm und lassen sich bei Spannungen von etwa 3 V betreiben. Dass der Leckstrom der Gate-Elektrode trotz der geringen Dicke des Gate-Dielektrikums nur maximal 10 nA erreicht, werten die Wissenschaftler als Beleg dafür, dass Aluminiumschicht und SAM trotz der erheblichen Rauigkeit der Geldscheine tatsächlich eine zusammenhängende Isolationsschicht bilden.
Michael Vogel
