Schaltkreis aus Plastik

Aus einem billigen und stabilen Kunststoff haben amerikanische und deutsche Forscher einen besonders gut funktionierenden Plastiktransistor gebaut. Die Beweglichkeit der Elektronen in dem Bauteil ist deutlich höher als in anderen Kunststoffmaterialien, haben die Materialforscher um Antonio Facchetti vom Unternehmen Polyera in Skokie und seine Kollegen von der BASF in Ludwigshafen herausgefunden. Der neue Kunststoff auf Basis des Erdölprodukts Naphthalen lässt sich mit einem Tintenstrahldrucker auf einen Untergrund auftragen. Damit ließen sich biegbare Plastikschaltkreise herstellen, schreiben die Forscher.

In Computerchips und anderen Schaltkreisen regeln Transistoren den Stromfluss. Dafür benötigen die Materialen jedoch eine bestimmte Eigenschaft: Sie müssen halbleitend sein. Zu diesen Halbleitern zählt zum Beispiel Silizium. Der starre Festkörper Silizium muss allerdings mit komplexen Maschinen im Reinraum bearbeitet werden. Um billige und biegbare Plastikchips und -elektronikbauteile herzustellen, suchen die Forscher daher nach Kunststoffen mit besonders guten elektrischen Eigenschaften. Facchetti und seine Kollegen haben nun modifizierte, mit vielen weiteren Molekülgruppen versehene Naphthalenketten hergestellt, die elektronischen Eigenschaften untersucht und einen ersten Plastiktransistor als Demonstrationsobjekt hergestellt.

Die Forscher brachten die Kunststoffmoleküle in Lösung und druckten mit dieser "Tinte" einen Transistor auf eine mit elektrischen Goldkontakten vorbereitete Oberfläche. Bei der Elektronenbeweglichkeit als Maß für die Leistungsfähigkeit des Polymerhalbleiters stellten sie Rekordwerte fest. Dieser Wert liegt zwar noch tausendfach unterhalb der Werte von Silizium, doch soll die Plastikelektronik nicht mit Hardwarekomponenten im PC wetteifern. Die Plastikchips könnten vielmehr als billige und biegbare Wegwerfware – beispielsweise in Etiketten – verwendet werden.