Elektronvezetõ polimerek mikroelektronikai alkalmazásokbanHarsányi Gábor, az MTA doktora (mûszaki tud.)
BME Elektronikai Technológia Tanszék
1111 Budapest Goldman Gy. tér 3.
Tel: 463 3634, Fax: 463 4118
E-mail: harsanyi@ett.bme.hu
Az elektronvezetõ polimerekkel kapcsolatos kutatások aktualitását a nemzetközi szakirodalomban megjelent számos publikáció és felfedezõiknek [A. J. Heeger, A. G. MacDiarmid, H. Shirakawa] a 2000. évi kémiai Nobel-díjjal történt elismerése is bizonyítja. Az elektronvezetõ polimereket méltán tartják az „intelligens anyagok” egyik alternatívájának, hiszen sokféleségük, tulajdonságaik változatossága és változtathatósága szinte felmérhetetlen. Bár igen széleskörû alkalmazási lehetõség-spektrumot vázoltak kezdetben ezen anyagok számára (leginkább az érzékelõk, a kijelzõk és speciális bevonatok területén), a gyakorlatban korántsem sikerült az elvben kínált különleges lehetõségeket kiaknázni. Ennek legfõbb oka az, hogy a mikroelektronika „intelligens rendszereinek” és az „intelligens anyagoknak” találkozása még nem történt meg széles fronton – elsõsorban a technológiai inkompatibilitások miatt.
Az elõadásban bemutatásra kerülnek a vastag ill. vékonyréteg technológia valamint az elektronvezetõ polimerek elektrokémiai leválasztásának kombinációjával elõállítható eszközök kutatásának azon területei, amelyekhez kapcsolódóan a BME Elektronikai Technológia Tanszék koordinálásával hazai (ELTE, Szegedi Egyetem) és nemzetközi együttmûködésben sikerült jelentõsebb eredményeket elérni.
Bioérzékelõk. Nagy erõkkel folynak a kutatások olyan stabil mûködésû biokatalítikus bioszenzorok elõállítására, melyek alkalmasak az élõ szervezeten belüli folyamatos megfigyelésre (in vivo monitoring), mint például a vércukorszint, a karbamid- vagy a húgysavtartalom jelzésére. Az ilyen jellegû érzékelõkben a vezetõ polimer szerepe az enzimmolekulák megkötése, valamint az enzim-szubsztrátum katalitikus reakciókból származtatható elektronok elvezetésének biztosítása. A elektromos címezhetõség és az elektrokémiai leválasztással kombinált immobilizáció szintén ígéretesnek mutatkozik a DNS-chipek egy új generációjának elõállításában.
Kémiai, elsõsorban gázérzékelõk. Ezeknél a vezetõ polimereknek a környezeti hatásokra bekövetkezõ vezetõképesség változásait lehet detektálásra felhasználni. A hagyományos, szervetlen alapú gázérzékelõkkel szemben óriási elõny a leválasztási technológiával szabályozott módon befolyásolható, lényegesen nagyobb mértékû szelektivitás és a szobahõmérsékleten való üzemeltethetõség.Kijelzõk. Az elektronvezetõ polimerek oxidációs állapotának változása ill. a polimerben lejátszódó reakciók fénykibocsátási (kemolumineszcencia v. elektrolumineszcencia), vagy színváltozási (elektro/kemokromatikus) jelenségekkel járnak együtt. Ezek a változások az oxidációs-redukciós folyamatok reverzibilitása miatt alkalmassá teszik a vezetõ polimereket kijelzõkben való alkalmazásokhoz. Az elektrokromatikus jelenséget mutató vezetõ polimerek egyre bõvülõ családjának különbözõ tagjai más-más spektrumot fednek le redox reakcióik során: mind színtelen-piros, mind kék-sárga átmenetet, és ennek alapján lehetõvé válik mind additív, mind szubtraktív színkeverési elvû kijelzõk elõállítása. Bár a kijelzõk területén szinte verhetetlennek tûnnek a napjainkra igen magas szintre fejlesztett aktív LCD eszközök, az elektronvezetõ polimerekkel készülõ kijelzõk speciális elõnyöket kínálnak: igen kicsiny villamos feszültségimpulzussal átbillenthetõk a színállapotok, villamos teljesítmény csak az átbillentéshez ill. a háttérvilágításhoz szükséges.
Vissza