Netzwerke aus halbleitenden Kohlenstoffnanoröhrchen für flexible und dehnbare Hochfrequenzschaltungen SPP1796

Netzwerke und dünne Filme aus halbleitenden einwandigen Kohlenstoffnanoröhrchen (SWNTs) sind extrem flexibel und sogar dehnbar ohne merkliche Veränderungen in der Leitfähigkeit. Sie sind chemisch stabil und belastbar. Sie können aus Dispersionen bei niedrigen Temperaturen verarbeitet werden und sind somit geeignet zum Drucken auf flexiblen und elastischen Kunststoffsubstraten. Obwohl die Ladungsträgerbeweglichkeiten in SWNT-Netzwerken durch den notwendigen mehrfachen Ladungstransfer zwischen Nanoröhrchen geringer ist als in einzelnen SWNTs, erreichen Sie dennoch Werte von über 100 cm2/(Vs), was ausreichend für Hochfrequenzschaltungen wäre. Kohlenstoffnanoröhrchen sind somit ein ideales Material für druckbare, flexible und dehnbare Elektronik. Das Ziel dieses Projekts ist die Herstellung von Hochfrequenzschaltungen (10-50 MHz) mit geringen Betriebsspannungen auf flexiblen und elastischen Substraten basierend auf komplementären Feldeffekttransistoren mit ultradünnen Dielektrika und halbleitenden SWNTs, die durch selektive Dispersion mit konjugierten Polymeren aufgereinigt wurden. Neuartige Polymere sollen synthetisiert werden, die die hochselektive Dispersion von ausschließlich halbleitenden Kohlenstoffnanoröhrchen und deren einfache Verarbeitung mittels Aerosoljetdruckens bzw. Sprühbeschichtung ermöglichen, aber danach durch Depolymerisation wieder vollständig entfernt werden können, um die Ladungsträgerbeweglichkeiten zu maximieren. Diese SWNT-Netzwerke werden in n- und p-dotierte Feldeffekttransistoren mit Dielektrika aus selbst-assemblierten Monolagen mit ultrahohen Kapazitäten auf flexiblen Polymersubstraten eingesetzt, um integrierte komplementäre Schaltkreise für hochfrequente drahtlose Anwendungen zu realisieren.

Laufzeit:
01.12.2017 - 30.11.2020

Projektleiter:
Prof. Dr. U. Scherf

Budget: 220.350 €