Allgemeines Physikalisches Kolloquium im Wintersemester 2008/2009

Ort:    48149 Münster, Wilhelm-Klemm-Str. 10, IG I, HS 2,
Zeit:    Donnerstag, 8.1.2009 16:00 Uhr c.t.
Kolloquiums-Kaffee ab 15:45 Uhr vor dem Hörsaal

Biofunktionalisierung von Halbleitern

Prof. Dr. M. Stutzmann, Walter Schottky Institut, Technische Universität München

Klassische Halbleiter wie Si oder GaAs können ihre Funktion in aktiven elektronischen Bauelementen in der Regel nur dadurch so hervorragend erfüllen, weil ihre Ober- und Grenzflächen durch geeignete Maßnahmen strukturell und elektronisch passiviert werden. So wäre die dominante Rolle von Silizium in der MOSFET-Technologie oder in der Photovoltaik ohne den Schutz der empfindlichen Halbleiter-Oberflächen durch SiO₂- oder Si₃N₄-Passivierungsschichten kaum denkbar.
Dementsprechend erscheint die Verwendung von Halbleiter-Substraten in direktem Kontakt mit organisch-biologischen Systemen wie self-assembled monolayers (SAMs), chemisorbierten Proteinen oder lebenden Zellen in physiologischen Umgebungen zunächst wenig sinnvoll und attraktiv. Allerdings würden zukünftige Anwendungen von Halbleiter-Bauelementen in der Biosensorik und der Bioelektronik genau von solchen anorganisch/organischen Grenzflächen enorm profitieren.
Den Ausweg aus diesem Dilemma bieten Halbleiter mit großer Bandlücke wie SiC, GaN oder Diamant, die in den letzten 20 Jahren große technologische Fortschritte verzeichnen konnten und auf Grund ihrer hervorragenden chemischen Stabilität insbesondere für die Kombination mit biologischen Systemen bestens geeignet sind. Im Rahmen dieses Vortrages wird an Hand ausgewählter aktueller Beispiele diskutiert, wie solche Halbleiter mit funktionalen bioorganischen Schichten kombiniert werden können, welche grundlegenden physikochemischen Prozesse an diesen Grenzflächen auftreten, und wie solche anorganisch/organischen Hybridsysteme für neuartige biosensorische und bioelektronische Bauelemente verwendet werden können.