Het Leuvense onderzoekcentrum voor nano-elektronica en nanotechnologie IMEC bereikte een doorbraak voor Radio Frequentie Identificatie (RFID) dankzij haar onderzoek naar organische (plastic) halfgeleiders. Het centrum publiceerde
de resultaten in het vooraanstaande vakblad Nature Materials. De RFID-tag moet op termijn de barcode vervangen, maar hiervoor is de kostprijs nog te hoog. Deze doorbraak zou ervoor kunnen zorgen dat de productieprijs van RFID-tags daalt.

RFID of Radio Frequentie Identificatie is een elektronisch apparaatje dat toelaat om informatie op te slaan en draadloos te versturen door middel van radiogolven. Door hun kleine afmeting (0.4mm x 0.4mm) kunnen ze worden geplaatst op elk soort voorwerp en zelfs geïmplanteerd worden bij mensen en dieren. Net zoals een radio om een bepaald kanaal te kunnen ontvangen, moeten RFID-tags afgestemd worden op een bepaalde frequentie willen ze met elkaar kunnen communiceren. Een veel gebruikte frequentie voor RFID-tags is de hoge frequentieband die opereert rond de 13.56MHz. Bestaande RFID-tags zijn gebaseerd op silicium en daardoor nog tien keer duurder dan een barcode. Silicium is de meest gebruikte halfgeleider in de elektronica-industrie (bv. voor het maken van computerchips), maar heeft een relatief hoge kostprijs. Organische stoffen (plastics) met dezelfde halfgeleidende eigenschappen kunnen een goedkope oplossing bieden, maar de prototypes functioneren momenteel nog maar rond de 125kHz. De oorzaak hiervan is dat de mobiliteit van de ladingsdragers in organische halfgeleiders ruim duizend maal kleiner is dan in silicium. Dit beperkt de haalbare frequentie met organische halfgeleiders. Om commercieel waardevol te zijn, moeten deze plastic halfgeleiders een frequentie van rond
de 13.56Mhz halen.

De augustus editie van het prestigieuze Nature Materials publiceerde een artikel van IMEC dat een oplossing aanreikt voor dit probleem. De nieuwigheid is een gelijkrichter, gemaakt uit de organische halfgeleider pentaceen, die tot 50MHz werkt en dus ruimschoots de vereiste 13.56MHz haalt. Een gelijkrichter is een elektronisch apparaat dat wisselspanning (AC) omzet naar gelijkspanning (DC). Een gelijkrichter is belangrijk om een RFID-tag te laten werken zonder batterij. De gelijkrichter recupereert energie uit de (elektromagnetische) radiogolven die de RFID ontvangt van een zender (scanner) die de informatie moet aflezen. De doorbraak in het behalen van hoge frequenties voor de gelijkrichter is essentieel voor de verdere ontwikkeling van plastic RFID-tags voor 13.56MHz communicatie. Naast de gelijkrichter werken alle andere onderdelen van de RFID-tag op lagere frequenties. De IMEC onderzoekers voorzien dat met hun technologie ook hogere frequenties haalbaar zijn, wellicht tot 800MHz. Dit zou op termijn nog meer toepassingen op ultrahoge frequenties mogelijk maken.

In dezelfde editie van Nature Materials noemt Thomas N. Jackson dit een belangrijke
doorbraak voor RFID-toepassingen. De Amerikaanse professor aan de universiteit van
Pennsylvania stelt dat de lage frequentie van deze plastic elektronica de grootste
belemmering was voor hun commerciële doorbraak. Hierdoor ging de voorkeur nog steeds naar siliciumgebaseerde RFID-tags. Het is nog niet duidelijk welk van de twee materialen uiteindelijk de bovenhand zal nemen voor, maar een spannende race wordt alvast verzekerd.

Over IMEC
IMEC is het grootste onafhankelijk onderzoekscentrum in Europa in nanotechnologie en nano-elektronica. Meer dan 1300 medewerkers van over heel de wereld werken samen in het Leuvense bedrijf. IMEC's onderzoek vindt zijn toepassing o.a. in een betere
gezondheidszorg, slimme elektronica, een proper milieu en veilig vervoer.

bron:IMEC