View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

MEAs mit EGaIn Tropfenelektroden 39
einem Chip sind in der selben Farbe dargestellt. Die Kennlinien sind linear, was auf einen
ohmschen Kontakt zwischen EGaIn und Gold hindeutet. Bei einem Groÿteil der Messungen
korrelierte die Elektrodenoberäche mit der Stromstärke. Jedoch wurden auch Abweichungen
bis zu einer Gröÿenordnung gefunden. Ebenfalls schwankten die Messungen innerhalb
eines Chips von Elektrode zu Elektrode, während einzelne Elektroden sehr stabile Kennlinien
zeigten.
Die Ursache für die Variationen in den Kennlinien liegt in der eektiven Kontaktäche
A) B)
Strom in A
Stromdichte in A/cm²
Spannung in V
Spannung in V
Abbildung 4.2: A) I-V Kennlinien von Au-EGaIn Kontakten in MEA Chips. Die Kennlinien
sind linear, was auf ohmschen Kontakt hinweist. B) Exemplarische I-V
Kurve eines Au-EGaIn Kontakt in semilogarithmischer Darstellung. Die
Kurven sind über groÿe Spannungsbereiche stabil.
zwischen EGaIn und Elektrodenoberäche. Grundsätzlich ist diese zwar durch die Önung
der Passivierung vorgegeben, jedoch sind einige Gründe für eine Abweichung denkbar.
Zum einen kann nicht mit Sicherheit gesagt werden, ob der EGaIn Tropfen die Önung
vollständig ausfüllt oder aber die Randbereiche evtl. nicht erreicht. Dies würde zu einer
Verringerung der eektiven Kontaktäche führen. Auch können Verunreinigungen die effektive
Kontaktäche verringern.
Neben einem unvollständigen Ausfüllen der Elektrodenönung ist es auch denkbar, dass
das EGaIn zwischen Passivierung und Elektrode ieÿt. Damit würde die eektive Kontakt-
äche vergröÿert.
Ein weiterer Einuss auf die Variation der Messungen ist die Oberächenrauigkeit der Goldschicht.
Aus anderen Tropfen-Elektroden-Experimenten mit organischen SAMs ist bekannt,
dass die Rauigkeit von aufgedampften Metallschichten zu Fluktuationen in den Messkurven
führt [104, 105]. Dieser Einuss der Oberächenrauigkeit ist in abgeschwächter Form auch
bei Brücken ohne Molekülschicht zu erwarten. Aus diesem Grund werden solche Experimente
üblicherweise auf atomar glatten Oberächen durchgeführt. Die Herstellung derart
glatter Schichten ist bisher jedoch nicht kompatibel zu den Herstellungstechniken der MEA
Chips.
Eine weitere Unsicherheit der Messungen ist durch die Galliumoxidschicht (Ga 2 O 3 ) gegeben,
welche sich an Luft auf der Oberäche des EGaIn bildet. Jedoch wird angenommen,
dass der elektrische Widerstand mehrere Gröÿenordnungen unter dem einer SAM liegt und