Elektronischer Eintopf

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Die TU Wien forscht an elektronischen Bauteilen, die aus organischen Materialien gefertigt werden.

Die meisten Halbleiter, wie sie heute in der Elektronik verwendet werden, basieren auf Silizium. Es besteht aber auch die Möglichkeit, bestimmte organische Materialien für elektronische Bauteile zu nutzen. An der TU Wien gelang es nun, ein einfaches Herstellungsverfahren für Cyanoarene zu entwickeln.
Cyanoarene bilden eine Materialklasse, die für die organische Elektronik besonders interessant ist. In Zukunft könnten aus solchen Molekülen Transistoren und andere elektronische Bauteile hergestellt werden. „Man kann ganz unterschiedliche funktionelle Gruppen an den Molekülen anbringen und damit ihre elektronischen Eigenschafen verändern“, erklärt Florian Glöcklhofer, der am Institut für Angewandte Synthesechemie der TU Wien an seiner Dissertation arbeitet.
In den letzten Jahren wurden immer wieder Computersimulationen und theoretische Arbeiten über Cyanoarene publiziert. Experimentelle Ergebnisse gibt es aber erst recht wenige, weil viele Moleküle dieser Materialklasse bisher nur sehr schwer oder gar nicht hergestellt werden konnten.

Die Eintopfreaktion
Nun präsentiert das Team unter Leitung von Johannes Fröhlich ein neues, recht simples Syntheseverfahren. Damit können die gewünschten Cyanoarene aus relativ einfachen, kommerziell erhältlichen Bestandteilen synthetisiert werden. „Wir haben lange daran gearbeitet, die richtigen Lösungsmittel und Katalysatoren zu finden“, sagt Glöcklhofer. „Auch die Wahl der richtigen Temperatur spielt eine wichtige Rolle.“
Das Besondere an dem neuen Verfahren ist seine Einfachheit: Es besteht zwar aus zwei verschiedenen Reaktionsschritten, die man aber im selben Reaktor ablaufen lassen kann, man spricht in diesem Fall von einer sogenannten Eintopfreaktion. Als Ausgangsprodukt werden Chinone verwendet.
„Wir konnten zeigen, dass manche Cyanoarene Kristalle bilden, in denen sich die Moleküle im Muster einer Ziegelwand anordnen. Das bedeutet, dass unser Verfahren für die Herstellung von Materialien für organische Feldeffekttransistoren sehr interessant ist“, meint Glöcklhofer. Außerdem sind die Cyanoarene auch für organische Leuchtdioden einsetzbar und fluoreszieren sehr stark.