Groningers zetten eerste stap naar elektronica van de toekomst

Voor het eerst is het gelukt om organische moleculen zichzelf te laten assembleren tot een werkende geïntegreerde schakeling. Een Europees onderzoeksteam onder leiding van Paul Blom en Dago de Leeuw (RU Groningen/Philips Research) meldt dat deze week in Nature.

Het idee voor deze ‘bottom-up’-fabricage stamt al uit de jaren zeventig. Tot nu toe lukte het echter nooit om een moleculaire monolaag te laten ontstaan die zó zuiver was dat er lading door kon worden getransporteerd over een nuttige afstand.

De Groningers is het nu wél gelukt om een recept te vinden voor de belangrijkste bouwsteen van een organische schakeling: de ‘self-assembled monolayer field-effect transistor’ (SAMFET). Die hoort te bestaan uit een monolaag van organische halfgeleiders, die verticaal op een spiegelglad oppervlak van siliciumdioxide staan en onderling elektronen doorgeven via π-π bindingen.

De halfgeleider is in dit geval quinquethiofeen, een keten van vijf thiofeenkernen. Aan een eind zit een undecaanketen (C11 dus), die uitloopt in een chloorsilaangroep die zich aan het vooraf gehydrolyseerde silicumoxide kan hechten. Los je dit molecuul op in tolueen en giet je die oplossing vervolgens uit over een ‘wafer’ met siliciumdioxide in het gewenste patroon, dan vormt de monolaag zich helemaal vanzelf.

Het team heeft op deze manier al een 15-bits programmagenerator kunnen maken waarin honderden van deze SAMFETs tegelijk worden aangestuurd. Hij bestaat uit een klokschakeling en een geheugenmatrix die voorgeprogrammeerde coderegels produceert.

bron: RUG