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Technik|Digitales

Es werde Licht!

Für rollbare Flachbildschirme und transparente Anzeigen in Windschutzscheiben suchen Materialforscher nach immer besseren Materialien. Aus diesen müssen sich elektronische Schaltkreise bauen lassen und zugleich sollen sie stabil, durchsichtig und möglichst flexibel sein. Gelten bisher organische Halbleiter und hydrogenierte Siliziumbeschichtungen zu den vielversprechendsten Kandidaten, fanden nun japanische Wissenschaftler mit einer Verbindung aus Indium, Gallium, Zink und Sauerstoff einen neuen Halbleiter, der alle Anforderungen sehr gut erfüllen kann. Über ihre ersten Versuche und Erfahrungen mit dem neuen Material berichten sie in der Fachzeitschrift Nature (Vol. 432, S. 488).

„Diese transparenten, amorphen Halbleiter-Oxide sind ein vielversprechendes Material für durchsichtige und flexible Elektronik-Bauteile“; sind Hideo Hosono und seine Kollegen vom Tokyo Institute of Technology in Yokohama überzeugt. Ohne aufwändige Reinraumbedingungen und bei normaler Umgebungstemperatur setzten sie ihre Indium-Gallium-Zink-Oxide in eine Trägerschicht aus dem durchsichtigen Kunststoff Polyethylenterephthalat. Durch die geschickte Anordnung der halbleitenden Substanz erhielten sie einen funktionierenden Dünnfilmtransistor, in der Fachsprache kurz TFT genannt.

Aufbauend auf klassischer Siliziumtechnik bilden diese TFTs heute die Grundlage für fast alle Flachbildschirme in Laptops und Fernsehern. Der große Vorteil besteht darin, dass die neuen Halbleiter selbst durchsichtig und auch nach einem Biegen der gesamten Schicht voll einsetzfähig bleiben. Zudem können sich die für die elektronischen Schaltvorgänge notwendigen Elektronen sehr viel leichter durch dieses Material bewegen als bei den bisher verwendeten Plastikhalbleitern oder Siliziumbeschichtungen. Höhere Transistordichten und schnellere Schaltraten werden damit möglich. „Diese Eigenschaften für die Ladungsträger sind einzigartig bei den oxidischen Halbleitern“, so Hosono.

In einem ersten Protoyp konnten die Forscher bereits kanpp 100 Transistoren auf eine fingerkuppengroße Plastikfolie bannen. Dazu nutzten sie kurze Pulse von einem Kryptonflour-Excimer-Laser. Doch auch große Flächen ließen sich mit einem speziellen Aufdampfverfahren kostengünstig herstellen. Neben duchsichtigen Anzeigen, die in Windschutzscheiben von Autos eingbaut werden könnten, sehen die Forscher ein großes Anwendungspotenzial für transparente und effiziente Solarzellen, die ohne Beeinträchtigung der Durchsicht auf Fenster aufgebracht werden könnten.

Jan Oliver Löfken
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