Unter den verschiedenen Herausforderungen, die für die
Entwicklung einer molekularen Elektronik zu bewältigen sind,
beschäftigen sich Empa-Forscher unter anderem mit der Frage,
wie sich durch molekulare Selbstorganisation hoch geordnete
supramolekulare Strukturen auf Oberflächen erzeugen lassen.
Diese molekularen Netzwerke könnten laut Schlapbach ein erster
Schritt sein in Richtung zukünftige
«Nano-Schaltkreise» mit verschiedenen Bauteilen.
«Ziel ist es, einzelne Moleküle separat
anzusteuern», erklärte Schlapbach.
Ein anderer Ansatz, den die Empa verfolgt, geht von
Kohlenstoffnanoröhrchen (CNT für Carbon Nanotube) aus,
die sich je nach atomarer Struktur und Durchmesser des
Röhrchens entweder elektrisch leitend verhalten, also wie ein
winziger Draht, oder aber halbleitend wie Silizium, das unter
anderem in Transistoren verwendet wird. Ziel der Empa-Forscher ist
es, die elektronischen Eigenschaften von CNTs durch atomare
Modifikationen gezielt zu beeinflussen. Um derartige
«Defekte» im Kohlenstoffgitter der Nanoröhrchen zu
erzeugen, setzen die Forscher die Nanoröhrchen im
Ultrahochvakuum einem Wasserstoffplasma aus. An der Stelle, an der
ein Wasserstoffatom mit einem Kohlenstoffatom des Röhrchens
eine chemische Bindung eingeht, wird das Kohlenstoffatom minimal
aus der Oberfläche des Röhrchens herausgezogen. Es
entstehen kleinste Ausbeulungen, die unter dem
Rastertunnelmikroskop «gesehen» – oder besser
abgetastet – werden können. Die winzige atomare
Modifikation wirkt als Barriere für elektrische
Ladungsträger. Befinden sich zwei Störstellen dicht
beieinander, resultiert daraus eine Art Nanotransistor. Allerdings
gibt es noch einiges zu tun für die Empa-Forscher. «Wir
können zurzeit die Lokalisierung der Defekte noch nicht genau
bestimmen», räumt Schlapbach ein. Daher vergehe sicher
noch einige Zeit, bis sich diese in der Praxis einsetzen
lassen.
Fachliche Informationen:
Prof. Dr. Louis Schlapbach, CEO, Tel. +41 44 823 45 00,
Prof. Dr. Francis Schwarze, «Holz», Tel. +41 71 274
72 47,
Christian Bach, «Verbrennungsmotoren», Tel. +41 44
823 41 37,
Dr. Rolf Luchsinger, «Center for Synergetic
Structures», Tel. +41 44 823 40 90,
Redaktion
Dr. Michael Hagmann, Kommunikation, Tel. +41 44 823 45 92,
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