Dünne Filme zum elektrischen Schalten

Durch die gezielte Abscheidung von nur ein bis zwei atomaren Schichten lassen sich mit dem keramischen Isolator Aluminiumoxid die halbleitenden Eigenschaften von Dünnschichttransistoren einstellen. Dies ist ein bislang wenig beachtetes Phänomen, widerspricht der Einsatz von isolierenden Festkörpern zur Modulation von elektrisch halbleitenden Eigenschaften doch eher ihrem typischem Einsatzgebiet. Jedoch eröffnet der Einbau von Al₂O₃ in oxidische Mehrschichtsysteme aus Zinn- und Indiumoxid wie sie z.B. in Feldeffekttransistoren heute schon mannigfaltig eingesetzt werden, eine interessante auch anwendungsnahe Option. Die Modulation der elektrischen Eigenschaften beruht auf einem Feintuning der Zusammensetzung und Alternanz dieser Schichten, wodurch die für die Leitfähigkeit wichtigen Sauerstoffleerstellen eingestellt werden können. Hierzu verwendet die Arbeitsgruppe von Prof. J.J. Schneider das Verfahren der Atomlagenabscheidung als synthetische Methode. Damit lassen sich sehr präzise dünne Schichten aus metallorganischen Vorstufen alternierend abscheiden und deren Schichtqualität durch hochauflösende Mikroskopie auch visualisieren. Mittels energiereicher fokussierter Röntgenstrahlung ist es zudem möglich sowohl die chemische Zusammensetzung als auch die elektronische Struktur innerhalb des gesamten Films zu untersuchen.

Nähere Einblicke in die Arbeiten liefert die Publikation in Chemistry European Journal (DOI:10.1002/chem.202101126, hot paper), deren visuelle Darstellung der Inhalte zudem als inside cover ausgewählt wurde.