Organische Elektronik: Neuer Halbleiter aus der Familie der Kohlenstoffnitride
Teams der Humboldt-Universit?t und des Helmholtz-Zentrum für Materialien und Energie Berlin haben ein neues Material aus der Familie der Kohlenstoffnitride untersucht. Das Triazin-basierte graphitische Kohlenstoffnitrid (TGCN) ist ein Halbleiter, der sich gut für Anwendungen in der Optoelektronik eignen sollte. Die Struktur ist zweidimensional und erinnert an Graphen. Anders als beim Graphen ist die Leitf?higkeit jedoch senkrecht zu den Ebenen 65mal h?her als in den Ebenen selbst.
Manche organische Materialien k?nnten ?hnlich wie Siliziumhalbleiter in der Optoelektronik eingesetzt werden. Ob als Solarzellen, Leuchtdioden oder auch als Transistoren – wichtig ist dabei die so genannte Bandlücke, also der Energieunterschied zwischen Elektronen im Valenzband (gebundener Zustand) und dem Leitungsband (beweglicher Zustand). Durch Licht oder eine elektrische Spannung lassen sich Ladungstr?ger vom Valenzband ins Leitungsband heben – so funktionieren im Prinzip alle elektronischen Bauelemente. Ideal sind Bandlücken zwischen 1-2 Elektronenvolt.
Ein Team um den Chemiker Dr. Michael J. Bojdys vom IRIS Adlershof und dem Institut für Chemie der Humboldt-Universit?t zu Berlin hat kürzlich ein neues organisches Halbleitermaterial aus der Familie der Kohlenstoffnitride synthetisiert. Das Triazin-basierte graphitische Kohlenstoffnitrid oder TGCN besteht nur aus Kohlenstoff- und Stickstoff-Atomen und l?sst sich als brauner Film auf einem Quarzsubstrat aufwachsen. Die C- und N-Atome bilden miteinander sechseckige Waben, ?hnlich wie im Graphen, das aus reinem Kohlenstoff besteht. Wie bei Graphen ist auch beim TGCN die kristalline Struktur zweidimensional. Bei Graphen ist die Leitf?higkeit in der Ebene jedoch exzellent, senkrecht dazu deutlich schlechter. Bei TGCN ist es genau umgekehrt: die Leitf?higkeit senkrecht zur Ebene ist rund 65mal h?her ist als in der Ebene selbst. Mit einer Bandlücke von 1,7 Elektronenvolt ist TGCN ein guter Kandidat für Anwendungen in der Optoelektronik.
Vollst?ndige Meldung bei IRIS Adlershof
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