Europäischer Erfinderpreis 2016 Transistoren aus gewöhnlichem Papier

Redakteur: Martina Hafner

Ein papierbasierter Transistor, der von einem portugiesischen Forscherduo entwickelt wurde, soll der digitalen Technologie unzählige neue Anwendungen ermöglichen.

Firmen zum Thema

Für ihre Erfindung wurden Elvira Fortunato und Rodrigo Martins als Finalisten für den Europäischen Erfinderpreis 2016 in der Kategorie „Forschung" nominiert. Die Auszeichnung wurde am 9. Juni in Lissabon vom Europäischen Patentamt (EPA) zum elften Mal verliehen. Die Kategorie Forschung gewann am Ende der französische Physiker und Neurochirurg Alim-Louis Benabid für die Entwicklung einer revolutionären Behandlungsmethode gegen Parkinson und weiteren neurologischen Erkrankungen.
Für ihre Erfindung wurden Elvira Fortunato und Rodrigo Martins als Finalisten für den Europäischen Erfinderpreis 2016 in der Kategorie „Forschung" nominiert. Die Auszeichnung wurde am 9. Juni in Lissabon vom Europäischen Patentamt (EPA) zum elften Mal verliehen. Die Kategorie Forschung gewann am Ende der französische Physiker und Neurochirurg Alim-Louis Benabid für die Entwicklung einer revolutionären Behandlungsmethode gegen Parkinson und weiteren neurologischen Erkrankungen.
(Bild: Bild: European Patent Office)

In Zeiten der Digitalisierung schien Papier seinen Stellenwert für das Speichern von Informationen verloren zu haben - bis Elvira Fortunato (51) gemeinsam mit ihrem Ehemann Rodrigo Martins (64) Transistoren aus Zellulose entwickelte. Das mit Metalloxiden beschichtete Papier wird bei ihrer Erfindung selbst zum isolierenden Material - anstelle des teuren und umweltschädlichen Siliziums, das bislang für die Herstellung von Halbleitern unverzichtbar war.

Dank dem kostengünstigen und umweltschonenden Einsatz von Papier könnten bestehende Technologien in der Bestandsverwaltung und Logistik revolutioniert werden. Durch die flexiblen Transistoren eröffnen sich zudem völlig neue Anwendungsgebiete im Bereich der Einwegelektronik, beispielsweise bei der Etikettierung von Lebensmitteln oder bei Flugtickets, die ihre Daten bei Verspätungen automatisch aktualisieren.

Silizium: teuer und umweltschädigend

Die Idee, Transistoren auf Papier – oder wissenschaftlich ausgedrückt Zellstoff – statt auf konventionelle Wafer aus Silizium aufzubringen, wurde bereits von anderen Wissenschaftlern realisiert. Bahnbrechend war jedoch der Gedanke von Fortunato, gewöhnliches Papier als essenziellen Bestandteil des Transistors zu integrieren.

Bei einem herkömmlichen Transistor erfüllt das Silizium zwei Funktionen: Zum einen wirkt es, dotiert mit kleinen Mengen anderer Chemikalien, als Halbleiter, der den Elektronenfluss leitet. Zum anderen dient es, vor allem, wenn es zur Gewinnung von Siliziumdioxid erhitzt wird, als Dielektrikum oder Isolator und kann dazu genutzt werden, Strom zu speichern oder einen Stromfluss zu stoppen. Zur Herstellung eines vollwertigen Transistors sind beide Komponenten nötig.

Das ebenso teure wie aufwendig herzustellende Silizium muss unter extrem hohen Temperaturen verarbeitet werden muss. Zudem wird bei der Produktion von Silizium das umweltschädliche Treibhausgas Schwefelhexafluorid freigesetzt.

Die Idee: Zellulose als Substrat und dielektrische Schicht

Zur Herstellung der Transistoren aus Papier werden Papierbogen mit Halbleitern aus Zink-, Gallium und Indiumoxiden beschichtet. Diese werden dann durch eine Schicht aus Aluminium verbunden. Aufgrund der Beschichtung ist das Papier nicht nur das Trägermaterial (Substrat) des Transistors, sondern auch die dielektrische Schicht, also die isolierende Komponente. Das Ergebnis ist ein vollwertiger Transistor aus Zellulosefaser.

Der so entstandene "Papier-Transistor" ist nicht nur kostengünstig und energiesparend, sondern auch vollständig recycelbar. Zur Herstellung wird deutlich weniger Energie verbraucht, denn die Materialien können bei Raumtemperatur verarbeitet werden, während die Herstellung von Silizium normalerweise mehrere Hundert Grad erfordert.

(ID:44096675)