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Flexible Elektronen: Polymere erlauben effektiven Stromfluss

Forscher der University of Cambridge haben günstig herstellbare Polymere entwickelt, die trotz ihrer augenscheinlich unorganisierten internen Struktur Elektronen so effizient transportieren können wie teure kristalline Halbleiter. In den neuen Polymeren können rund 70 Prozent der Elektronen frei wandern. Bislang waren es meist weniger als 50 Prozent.

Lange Zeit haben die Wissenschaftler nach halbleitenden Polymeren gesucht, die nach einer bestimmten Art verarbeitet und gedruckt werden können und damit billig herzustellen sind. Ein großes Problem stellte immer wieder die interne Struktur der Polymere dar, die eher an eine Schüssel gekochte Spaghetti erinnert, denn an ein regelmäßig angeordnetes Kristallgitter, die in den meisten elektronischen und optoelektronischen Bauteilen zu finden sind.

Dies verworrenen Anordnungen führen in der Regel zu schlechten Leistung, da sich die Elektronen einen Weg durch das Chaos bahnen müssen. Die Forscher haben nun Polymere entdeckt, deren mikromolekulare Struktur zwar amorph, sprich ungeordnet erscheint, dennoch einen Elektronenfluss zulässt vergleichbar dem in kristallinen anorganischen Halbleitern", sagt Forschungsleiter Mark Nikolka.

Ziel der Wissenschaftler ist es nun, ihre Ergebnisse auch auf andere Polymere zu übertragen und ein neues Feld für flexible elektronische Applikationen zu erschließen. Zum Beispiel könnten diese Materialien für die Farb- und Videodisplays elektronischer Geräte, Smartphones, Tablet-PCs u. ä., verwendet werden.

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Literatur:
Approaching disorder-free transport in high-mobility conjugated polymers. Nature (2014), doi:10.1038/nature13854

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