Heteroübergänge organischer und anorganischer Halbleiter

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Kowalsky
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5191020

Die Grundlagenuntersuchungen an organisch-anorganischen Heterostrukturdioden für Mischeranwendungen im Rahmen des Forschungsvorhabens "Heterostruktur-Dioden mit niedrigen Flußspannungen aus halbleitenden aromatischen Verbindungen und III-V-Halbleitern" deckten zahlreiche vielversprechende neue Eigenschaften dieser Materialkombination für Bauelementeanwendungen auf: Das von anorganischen Schottky-Übergängen bekannte Ferminiveau-Pinning, das die Höhe der Kontaktbarriere bestimmt, scheint durch organische Zwischenschichten aufgehoben zu werden. Bemerkenswert ist auch, daß die tatsächliche Leitfähigkeit der organischen Schichten in den untersuchten Dioden wesentlich größer ist als der Wert, der sich aus der geringen Ladungsträgerdichte und geringen Beweglichkeit im Volumenmaterial ergibt. Eine Erklärung ist eine Überflutung der organischen Schicht durch Ladungsträger aus den angrenzenden anorganischen Materialien. Die oben beschriebenen, experimentell beobachteten Effekte sollen nun detailliert untersucht werden. Dabei sollen die gewonnenen Erkenntnisse direkt für die Optimierung der bisherigen Heterostrukturdioden, sowie für die Realisierung neuer Bauelemente genutzt werden. Ein Ziel ist, Dioden für Mikrowellen- und Detektoranwendungen herzustellen, die rein auf organischen Halbleitern basieren. Die über die Beeinflussung der Ladungsträgerdichte im organischen Halbleiter durch die Kontakte erlangte Erfahrung soll ebenfalls direkt bei der Entwicklung eines Bauelements eingesetzt werden: Bewirkt die Vorspannung eines angrenzenden Kontaktes eine Änderung der Ladungsträgerdichte im organischen Halbleiter so resultiert hieraus auch eine Änderung der Leitfähigkeit. Dieser Sachverhalt läßt sich, wie bei herkömmlichen anorganischen Feldeffekttransistoren (FETs), zum Schalten von Strömen verwenden. Der Vorteil eines rein organischen Feldeffekttransistors liegt hierbei insbesondere darin, daß er direkt in ein organisches LED-Display integriert werden kann. Auf diese Weise werden aktive organische Displays möglich, bei denen jede Einzel-LED und somit jeder Bildpunkt über ein benachbartes Schaltelement gesteuert wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen