EO

Mysterie ontrafeld: contact tussen organisch materiaal en metaal

19 februari 2013 om 11:30 uur - Berlijn

Bij contact tussen de zuurstofatomen (rood) die uitsteken uit de ruggengraat en de metalen, verandert de interne structuur van de moleculen zodanig dat ze hun halfgeleidende eigenschappen verliezen en in plaats daarvan metallische eigenschappen gaan vertonen. (visualisatie: Georg Heimel / HU Berlijn)

Een internationaal team van wetenschappers, geleid door dr. Georg Heimel en prof. Norbert Koch van het HZB en de Humboldt universiteit in Berlijn heeft uitgezocht hoe het komt dat sommige organische materialen een beter contact maken met metalen dan andere. Daardoor hopen ze de contactlagen tussen metalen elektroden en actieve metalen in organische elektronica effectiever te kunnen verbeteren.


Het was tot nu toe vrijwel onmogelijk om te voorspellen welke moleculen het geschiktst zouden zijn voor de taak. In principe moesten ze worden geselecteerd door trial-and-error. "We werken al een paar jaar aan dit vraagstuk, maar door een combinatie van verschillende experimentele methoden en theoretische berekeningen zijn we nu tot een slotplaatje gekomen", verklaart Georg Heimel.

 

Synchrotron 

Het team onderzocht systematisch verschillende typen moleculen, telkens gebaseerd op dezelfde keten van aromatische koolstofringen. Slechts op een enkel detail verschilden ze van elkaar: het aantal aan de ruggengraat van het molecuul gekoppelde zuurstofatomen. Deze gemodificeerde moleculen werden aangebracht op de gebruikelijke contactmaterialen - goud, zilver en koper. Met foto-elektronenspectroscopie (UOS en XPS) in synchrotron Bessy II van het HBZ konden de chemische bindingen worden geïdentificeerd die zich vormden tussen het metaaloppervlak en de moleculen. Ook konden de energieniveaus van de geleidingselektronen worden gemeten.

 

Structuur verandert

Collega's van de universiteit van Tübingen bepaalden de exacte afstand tussen de moleculen en het metaal, met behulp van staande-golf röntgenmetingen - ook weer met een synchrotron-stralingsbron, maar nu van ESRF in Grenoble. Daar bleek dat bij contact tussen de zuurstofatomen aan de moleculen en een aantal van de metalen, de interne structuur van de moleculen verandert en wel zodanig dat zij hun halfgeleidende eigenschappen verliezen en in plaats daarvan de metallische eigenschappen van het oppervlak aannemen. Dit effect werd niet waargenomen bij de ‘kale' molecule zonder gekoppelde zuurstofatomen. Door te bekijken welke moleculen op welke metalen zo drastisch veranderden, konden richtlijnen worden afgeleid.

 

"We hebben nu aardig goed door hoe moleculen er uit zouden moeten zien en wat hun eigenschappen moeten zijn om een goede mediator te zijn tussen actieve organische materialen en metalen. Of, zoals wij het zeggen: goed in het vormen van zachte metallische contacten". zegt Heimel.

 

Bij het onderzoek zijn deskundigen betrokken van diverse universiteiten in Duitsland, onderzoeksinstituten in Suzhou (China), Iwate en Chiba (Japan) en ESRF (Frankrijk).

 

Gerelateerd nieuws

Minder dan een nanometer dik, sterker en veelzijdiger dan staal

Minder dan een nanometer dik, sterker en veelzijdiger dan staal

Wetenschappers zijn erin geslaagd omstabiele nanovellen te produceren met boor- en waterstofatomen. Dit biedt kansen voor de nano-elektronica en kwantuminformatietechnologie.

Moleculaire bruggen voeden geprinte elektronica

Moleculaire bruggen voeden geprinte elektronica

De afschilfering van grafiet in grafeenlagen inspireerde tot het onderzoek van duizenden gelaagde materialen, waaronder overgangsmetaaldichalcogeniden (TMD's). Deze halfgeleiders kunnen dienen om geleidende inkten…

Ziekenhuisbedden reinigen met robots

Ziekenhuisbedden reinigen met robots

Weber Machinebouw heeft een een machine ontwikkeld voor het thermisch te reinigen met behulp van stoom van de bedden in het Erasmus Medisch Centrum in Rotterdam. De ziekenhuisbedden werden eerder handmatig gereinigd…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

12 april 2021, online

Hannover Messe

De Hannover Messe is een van de grootste industriebeurzen.

13 april 2021, online

De Makers van Morgen

Over het versnellen van time-to-market en snel doorvoeren van productinnovaties

14 april 2021, online

Thundercomm / Qualcomm Webinar - 5G IoT

Webinar over 5G IoT oplossingen met de Qualcomm Snapdragon architectuur

Meer agendapunten »