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

Wie helpt Nasa aan een sensor die Venus overleeft?

Wie helpt Nasa aan een sensor die Venus overleeft?

Venus is een vijandige omgeving voor zowat alles. Inclusief sondes. En hoewel Nasa denkt dat het Venus-resistente elektronica heeft, betekent dit nog niet dat toekomstige rovers klaar zijn om het helse oppervlak van de…

En kwantumtransistoren maken we van... germanium!

En kwantumtransistoren maken we van... germanium!

Transistoren op basis van germanium kunnen berekeningen uitvoeren voor de toekomstige kwantumcomputer. Met deze ontdekking van het team van Menno Veldhorst (QuTech) staat de transistor, die sinds zijn uitvinding in de…

Het kruipen van zout beter begrepen

Het kruipen van zout beter begrepen

Als zout water verdampt kan het zout kristalliseren en over grote afstanden ‘kruipen’. Dit effect, dat grote problemen veroorzaakt in bijvoorbeeld elektronica buitenshuis, werd in detail onderzocht door een team van…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Semiflexibele printplaten (PCB)

Semiflexibele printplaten bestaan uit gespecialiseerde FR-4-materialen en worden gemaakt volgens een specifieke...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

3 maart 2020, Den Bosch

High Speed and Radio frequency PCBs

Seminar about High Speed and Radio frequency PCBs

4 maart 2020, Veldhoven

RapidPro

Op weg naar de Digitale Productie

10 maart 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

Meer agendapunten »