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higkeit) des leitfähigen Polymers Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate)
(PEDOT:PSS) in die Kreuzungspunkte eingebracht. Zusätzlich wurde das System aus leitfähiger
Polymerschicht in Crossbar-Strukturen simuliert. Diese Simulationen zeigten, dass
Crossbar-Strukturen mit einer durchgängigen Zwischenschicht in den Kreuzungspunkten
ihre Funktion beibehalten, wenn die Leitfähigkeit der Schicht und der Kontaktwiderstand
einen gewissen Schwellwert nicht überschreiten. Die elektrischen Messungen der gedruckten
Crossbars mit PEDOT:PSS zeigten ohmschen Kontakt zwischen Gold und dem Polymer.
Auch konnte die spezische Leitfähigkeit der verschiedenen Polymere gemessen werden. Im
Fall der PEDOT:PSS Variante mit sehr groÿer spezischer Leitfähigkeit wurde ein hohes
Übersprechen zwischen den Leiterbahnen festgestellt, sodass die Kreuzungspunkte nicht
mehr unabhängig voneinander betrachtet werden konnten und eine einfache Abschätzung
der Leitfähigkeit in diesem Fall nicht möglich war. Für die PEDOT:PSS Varianten mit
mittlerer Leitfähigkeit konnten Werte gemessen werden, die mit den Herstellerangaben
übereinstimmen. Diese Ergebnisse passen ebenfalls zu den Resultaten der Simulation.
Damit wurde die grundsätzliche Funktionsfähigkeit der hier vorgestellten gedruckten Crossbar-Strukturen
gezeigt. Auch wurde deutlich, dass die Verwendung von funktionalem Material
in Form einer durchgehenden Zwischenschicht möglich ist. Durch die Kombination
mit der Next-Generation Technologie Nanoimprint Lithographie wurde das Drucken von
Metalllmen mit der PALO Methode in den sub-μm Bereich gebracht, was diese Technik
zukunftsfähig macht.
Flächenkontakte haben den Vorteil, dass das System durch die parallele Adressierung vieler
Moleküle nicht von der Konguration eines einzelnen Moleküls abhängt. Dennoch gibt
es einen überproportionalen Einuss von Kongurationsänderungen auf die elektrischen
Eigenschaften, wenn es sich beim Transportmechanismus um einen Tunnelstrom handelt.
Die Ursache hierfür liegt in der exponentiellen Abhängigkeit des Tunnelstroms vom Abstand
der Elektroden.
In dieser Arbeit wurden Flächenkontakte zum einen durch den Einsatz eines Tropfens als
Top-Kontakt und zum anderen durch Drucken eines vorstrukturierten Metalllms hergestellt.
Dabei wurden beide Ansätze gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelt.
Im direkten Vergleich führte der Tropfen-Elektroden-Ansatz schneller und mit geringerem
Aufwand zu molekularen Brücken. In beiden Fällen wurde eine Fluktuation der Messergebnisse
um mehrere Gröÿenordnungen festgestellt. Jedoch wird dies im Fall der gedruckten
Crossbar-Strukturen auf variierende Eigenschaften des PEDOT:PSS zurückgeführt. Bei
der Tropfen-Elektrode kommt zu der intrinsischen Variation des untersuchten Stos noch
die Dynamik des Tropfens erschwerend hinzu. Der Tropfen kann sich an die Oberächenkorrugation
eines Moleküllms anpassen, womit Variationen im Abstand der Elektroden
verursacht werden. Bei einem statischen Top-Kontakt eines gedruckten Metalllms entstehen
Variationen des Abstands lediglich durch die Oberächenrauigkeit des Films. Somit
wird die gedruckte Brücke zumindest potentiell als vorteilhaft eingeschätzt. Des Weiteren
ist beim Tropfen-Kontakt die Austrittsarbeit des EGaIn nicht mit der Austrittsarbeit der
Bottom-Elektrode identisch, was zu einer asymmetrischen Brücke führt. Auch sind durch
den Tropfen die Möglichkeiten zur Modizierung des Top-Kontaktes eingeschränkt, da eine
chemische Bindung von Molekülen an das EGaIn noch weitgehend unerforscht ist. Hingegen
kann bei Top-Kontakten aus gedruckten Metalllmen auf eine Schwefel-Gold Bindungen
zurückgegrien werden, welche umfangreich untersucht sind. Ebenso ist hier ein Wech-