Universität Leipzig Durchsichtige Transistoren ermöglichen transparente elektrische Schaltungen

Forscher der Universität Leipzig haben einen transparenten Transistor entwickelt, der neue Anwendungen in der Displaytechnik und Biotechnologie ermöglicht.

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Der von einem Team um Prof. Dr. Marius Grundmann am Institut für Experimentelle Physik II der Fakultät für Physik und Geowissenschaften entwickelte transparente Metall-Halbleiter Feldeffekt-Transistor, kurz TMESFET, wartet mit einem gleichrichtenden Silberkontakt an der Steuerelektrode auf. Als Material für den Stromfluss wurde der Halbleiter Zinkoxid gewählt; die Strom transportierende Schicht ist nur 20 nm dick.

„Zinkoxid hat die besondere Eigenschaft, transparent zu sein und gleichzeitig dabei einen Stromfluss zu erlauben“, so Professor Grundmann. Damit werde der Transistor insgesamt durchsichtig und man könne damit elektrische Schaltungen bauen, die ebenfalls transparent sind. Dies sei etwa für transparente Displays und neuartige Anwendungen in der Mikroskopie von großer Bedeutung.

„Transparente Elektronik befindet sich schon heute auf jedermanns Schreibtisch“, sagt Professor Grundmann. „Beim Flachbildschirm eines Laptops oder TV-Geräts sieht man immer durch eine transparente Elektrode hindurch. Diese kontaktiert die leuchtenden Pixel von vorne und bestehen zumeist aus Indiumzinnoxid. Die Transistoren auf Siliziumbasis, die das Display logisch ansteuern, sitzen allerdings hinter dem Display, da sie nicht durchsichtig sind. Transparente Displays werden zukünftig eine wichtige Rolle spielen, beispielsweise bei der Anzeige von Navigations-Informationen auf der Windschutzscheibe von Fahrzeugen. Objekte wie ein Tisch oder Kühlschrank können durch transparente Elektronik interaktiv gemacht werden, ohne dass ihr Aussehen dadurch gestört wird.“

Der Strom des TMESFET kann durch Variation einer Spannung um etwa +/– 1 V um den Faktor von ca. 10 Mio. verändert werden und besitzt somit eine große Verstärkung. „Der maximale Strom reicht gut aus, um einen Displaypixel treiben zu können“, sagt Heiko Frenzel, der mit diesem Thema promoviert.

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