Skip to ContentSkip to Navigation
Over onsNieuws en agendaNieuwsberichten

Schaalvergroting en integratie van moleculaire diodes

27 oktober 2008
Het aanbrengen van diodes op een 150 mm wafer
Het aanbrengen van diodes op een 150 mm wafer

Een team van wetenschappers uit Nederland, België en Italië presenteert in het novembernummer van Nature Nanotechnology een techniek om meer dan 20.000 moleculaire diodes aan te brengen op één 150-mm siliciumwafer. Dat integratie mogelijk is, wordt aangetoond met de productie van zogeheten strings waarin tot 200 moleculaire diodes in serie geschakeld zijn met een rendement van 100 procent.

Het idee om slechts één molecuul of een klein aantal moleculen te gebruiken om diodes te bouwen, heeft geleid tot een nieuw onderzoeksveld dat moleculaire elektronica wordt genoemd. Een moleculaire diode bestaat gewoonlijk uit twee elektroden met daartussen één molecuul ter grootte van enkele nanometers.

Zelforganisatie

Met moleculaire elektronica kunnen elementen voor elektronische schakelingen worden gemaakt, waarbij de functionaliteit van de schakeling in een laag van slechts één molecuul dik zit. In plaats van fotolithografische of printtechnieken om schakelingen op nanoschaal te etsen of te printen, worden binnen de moleculaire elektronica organische moleculen ontworpen die door zelforganisatie spontaan de juiste structuur aannemen en zelfassemblerende monolagen (SAMs) vormen van slechts enkele nanometers dik. Moleculaire elektronica wordt gezien als een technologische revolutie binnen de elektronica.

Vooruitgang

Individuele moleculaire diodes zijn al eerder vervaardigd en onderzocht, maar de vooruitgang in de moleculaire elektronica werd ernstig belemmerd door de beperkte betrouwbaarheid en reproduceerbaarheid en vooral door het geringe rendement. Bij het opdampen van de bovenelektrode treedt vaak kortsluiting op. Dit kan voorkomen worden door het aanbrengen van een geleidende barrièrelaag tussen de SAM en de bovenelektrode.

Procestechnologie

Essentieel voor elke toepassing is echter een procestechnologie die de integratie van afzonderlijke moleculaire diodes mogelijk maakt. Dit vereist het aanbrengen van een patroon op de boven- en onderelektroden en een tweede laag die de diodes onderling verbindt. De gelimiteerde mogelijkheden voor fabricage vormen hierbij de beperkende factor; de procestemperatuur mag niet hoger worden dan kamertemperatuur om afbraak van de organische zelfgeassembleerde monolaag te voorkomen. 

Integratie

Het onderzoeksteam presenteert nu een fabricageproces voor het gelijktijdig vervaardigen van meer dan 20.000 moleculaire diodes op 150-mm siliciumwafers. De moleculaire diode bestaat uit een gouden onderelektrode, een zelfassemblerende monolaag van alkaanthiolen, een geleidend polymeer en een gouden bovenelektrode. De integratie is aangetoond door de productie van zogeheten ‘strings’ waarin tot 200 diodes in serie geschakeld zijn. Het team stelt gedetailleerde informatie over de procestechnologie ter beschikking aan andere onderzoeksgroepen zodat deze het experiment kunnen repliceren en de conclusies kunnen verifiëren.

Meer informatie

- Via secretariaat Molecular Electronics, Renate Hekkema-Nieborg,

tel. 050-363 8750, e-mail: molecular.electronics@rug.nl

- Lees de Nature Nanotechnology publicatie:

Upscaling, integration and electrical characterisation of molecular junctions, Paul A. van Hal1, Edsger C. P. Smits1,2,3, Tom C. T. Geuns1, Hylke B. Akkerman2, Bianca C. de Brito1, Stefano Perissinotto4, Guglielmo Lanzani4, Auke J. Kronemeijer2, Victor Geskin5, Jérôme Cornil5, Paul W. M. Blom2, Bert de Boer2 en Dago M. de Leeuw1,2

 

1 Philips Research Laboratories, High Tech Campus 4, 5656 AE Eindhoven.

2 Molecular Electronics, Zernike Institute for Advanced Materials, Rijksuniversiteit Groningen, Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen.

3 Dutch Polymer Institute, Postbus 902, 5600 AX Eindhoven.

4 IIT Istituto Italiano di Tecnologia, Dipartimento di Fisica, Politecnico di Milano, P.za L. da Vinci 32, 20133, Milano, Italië.

5 Service de Chimie des Materiaux Nouveaux, Université de Mons-Hainaut, Place du Parc 20, Mons, België.

  

Laatst gewijzigd:15 september 2017 15:27
printOok beschikbaar in het: English

Meer nieuws

  • 23 februari 2018

    Miljoenenpremies naar vier Groningse toponderzoekers

    Vier Groningse RUG-wetenschappers krijgen ieder anderhalf miljoen euro om de komende vijf jaar onderzoek te doen en een onderzoeksgroep op te bouwen. Zij ontvangen een Vici-beurs uit de Vernieuwingsimpuls van NWO. Vici is een van de grootste persoonsgebonden...

  • 22 februari 2018

    Physica prijs 2018 naar hoogleraar Maria Antonietta Loi

    Physica prijs 2018 naar hoogleraar Maria Antonietta Loi

  • 21 februari 2018

    Provincie en RUG maken werk van duurzame landbouw

    De Provincie Groningen en de Rijksuniversiteit Groningen (RUG) slaan de handen ineen om de landbouwsector verder te verduurzamen. Hiertoe wordt een Bijzondere Leerstoel Natuurinclusieve Landbouw opgericht aan de RUG. De Provincie​draagt via haar Programma...