Je leest:

Mysterie rondom zelfbouwende transistor ontrafeld

Mysterie rondom zelfbouwende transistor ontrafeld

Auteur: | 11 augustus 2009

Het was lange tijd onduidelijk hoe zelfbouwende transistors precies elektriciteit geleiden. Nu hebben onderzoekers van de TU Eindhoven samen met Nederlandse, Russische en Oostenrijkse collega’s eindelijk ontdekt hoe het ladingstransport in zijn werk gaat. Dit schrijven ze in het toonaangevende Nature Nanotechnology. Deze ontdekking maakt op termijn extreem gevoelige chemische sensoren mogelijk die ook nog eens goedkoop en met weinig grondstoffen geproduceerd kunnen worden.

Vorig jaar maakte Philips Research bekend dat ze met een internationale groep wetenschappers een transistor hadden ontworpen die zichzelf in elkaar zet. Deze transistor is slechts één laagje moleculen dun en kan de basis vormen van zelfbouwende chips. Maar één probleem bleef onopgelost: hoe groter de transistor, des te slechter de geleiding van elektriciteit. Nu weten de Nederlandse, Russische en Oostenrijkse onderzoekers hoe dat komt.

De zelfbouwende transistor bestaat uit twee elektroden met daartussen een geleidende stof. De stof organiseert zichzelf eerst in eilandjes (blauw in de afbeelding), en uiteindelijk in een homogene laag van 1 molecuul dun. De homogene laag geleidt wel elektriciteit tussen de twee elektroden, maar de losse eilandjes niet of nauwelijks.

De elektriciteit gaat in de vorm van een stroom losse elektronen over de laag geleidende moleculen in de transistor. Maar hoe groter de transistor, des te meer de geleidende laag opbreekt in losse eilandjes. Vergelijk de reis van de elektronen met het oversteken van een rivier over stenen. Als de stenen verder uit elkaar liggen, wordt het steeds moeilijker de overkant te bereiken. Zo geleiden grotere transistors steeds slechter de elektrische lading. Als de transistor te groot is, liggen de eilandjes te ver uit elkaar voor de elektronen om de oversteek te maken.

Met deze kennis kunnen de onderzoekers niet alleen verder werken aan de zelfbouwende chip. Het opent ook de deur naar extreem gevoelige biosensoren die bijvoorbeeld losse moleculen gifgas kunnen detecteren. Onderzoeker Martijn Kemmerink aan de TU Eindhoven legt uit: “Stel je voor dat er net genoeg stenen in de rivier liggen om over te steken. Als je één steen weghaalt, is het effect groot omdat het niet meer mogelijk is om aan de overkant te komen. De transistor kan zo gebruikt worden als een sensor die een groot signaal geeft bij een kleine verandering.” Zoals een enkel gifgasmolecuul dat zo’n eilandje op de sensor onklaar maakt.

Bron: Monolayer coverage and channel length set the mobility in self-assembled monolayer field-effect transistors, Matthijssen et al., Nature Nanotechnology, 9 augustus 2009.

Zie verder op Kennislink

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 11 augustus 2009

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.