Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Przejście z krzemowych układów elektronicznych na organiczne

Naukowcy opracowali nowatorskie, samoorganizujące się organiczne układy elektroniczne kompatybilne z konwencjonalną technologią krzemową. Wyniki projektu umożliwią przechodzenie na coraz mniejsze urządzenia o coraz większych możliwościach.
Przejście z krzemowych układów elektronicznych na organiczne
Samoorganizujące się warstwy monomolekularne cząsteczek organicznych stanowią przedmiot intensywnych prac badawczo-rozwojowych ze względu na duży potencjał formowania organicznych układów elektronicznych w procesie samoorganizacji. Cząsteczki organiczne wyróżniają się różnorodnością i złożonością niespotykaną w chemii nieorganicznej. Ponadto można je nanosić na elastyczne podłoża z wykorzystaniem tanich technik przetwarzania. Co szczególnie istotne, mogą one mieć kluczowe znaczenie dla dalszej miniaturyzacji układów elektronicznych przy jednoczesnym zwiększaniu ich możliwości. Konwencjonalne układy półprzewodnikowe CMOS na bazie krzemu prawdopodobnie nie będą w stanie sprostać temu wyzwaniu już w ciągu najbliższej dekady ze względów technicznych lub ekonomicznych.

Aby było możliwe płynne przejście technologiczne, nowa elektronika molekularna musi być kompatybilna z dotychczasową technologią CMOS. Wykorzystując dofinansowanie UE dla projektu 'Towards CMOS-compatible molecular electronics' (TO COME), naukowcy opracowali kompatybilne z technologią CMOS elektrody wykonane z połączeń metal-cząsteczka-metal. Głównym kierunkiem pracy była kompatybilność z elektrodami z metali szlachetnych innych niż złoto, które już było w przeszłości używane w elektronice molekularnej. Naukowcy wybrali pallad (Pd) z racji na względnie łatwą dostępność tego pierwiastka oraz mniejszą od złota mobilność powierzchniową.

Aby badać procesy molekularne I parametry elektrochemiczne in situ, naukowcy przygotowali instalację do wysokiej rozdzielczości tunelowej mikroskopii skaningowej (STM) I tunelowej spektroskopii skaningowej (STS) umieszczoną w ekranowanym od szumów laboratorium. Sprzęt posłużył do scharakteryzowania różnych grup kotwiczących mających stanowić alternatywy dla grup tiolowych w celu wzmocnienia sprzężenia elektronicznego na płaszczyźnie styku cząsteczek z metalem, a tym samym zmniejszenia oporu elektrycznego.

Zespół opracował techniki produkcji ultrapłaskich podłoży palladowych do badania cienkich błon z samoorganizujących się warstw monomolekularnych. Ta nowatorska I opłacalna metoda pozwoliła wytwarzać metalowe błony gładkie w skali atomowej.

Naukowcy wykorzystali następnie instalację tunelowej mikroskopii skaningowej umożliwiającą śledzenie ruchów pojedynczych cząsteczek do badania mechanizmów samoorganizacji molekularnej I adsorpcji. Badano też układy cząsteczkowe po częściowym odłączeniu od podłoża. Ma to duże znaczenie dla procesu produkcji bramek organicznych w tranzystorach cienkowarstwowych. Badacze stworzyli też układy nanoporowate, zawierające cząsteczki uwięzione w nanoporach litograficznie wytrawionych w ultrapłaskich metalowych podłożach.

Uczestnicy projektu TO COME opracowali nowatorskie, ultrapłaskie platformy metalowe ułatwiające adsorpcję samoorganizujących się warstw monomolekularnych dla szerokiego zakresu cząsteczek. Integracja samoorganizujących się warstw monomolekularnych w układach umożliwi przejście od układów CMOS do organicznych lub molekularnych układów elektronicznych, otwierając możliwości wprowadzania nowych funkcji przy ciągłym zmniejszaniu rozmiarów.

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę