Elektronische Schaltungen mit atomarer Präzision

17. August 2017, 10:52 Uhr
Graphen-Nanobänder mit Halbleitereigenschaften.
Graphen-Nanobänder mit Halbleitereigenschaften.

In „Drähten“ aus Graphen können wichtige elektronische Komponenten (wie beispielsweise Dioden) mit atomarer Präzision eingearbeitet werden. Dies führt zu einer funktionierenden elektronischen Schaltung mit superschneller Leitung. Chemiker der Universität Utrecht (NL) konnten dies in Zusammenarbeit mit Forschern der TU Delft (NL) und der Universität Aalto (Finnland) demonstrieren...
 
Wegen der vielen attraktiven Eigenschaften des „Wundermaterials“ Graphen wird weltweit daran gearbeitet, dies auch in die Praxis umzusetzen. Das Problem hierbei ist, dass Graphen selbst nicht „von Hause aus“ über die Fähigkeit besitzt, elektrischen Strom zu schalten. Und genau für dieses Problem haben die Forscher nun eine Lösung gefunden.
Der Startpunkt wird durch so genannte Nanobänder (Nanodrähte) aus Graphen gebildet. Es war bereits bekannt, dass die elektronischen Eigenschaften von der atomarer Breite des Bandes abhängen. Mit einer Breite von fünf Atomen ist es ein normaler (sogar ein sehr guter) Leiter. Mit zwei Atomen mehr verwandelt sich das Band in einen Halbleiter.

Dem Forscherteam ist es nun geglückt, in ein Band mit einer Breite von fünf Atomen nahtlos Stücke mit 7 Atomen zu integrieren, was Metall/Halbleiterübergänge und damit Dioden ergibt. Die elektronischen Graphen-Strukturen werden mittels einer chemischen Reaktion erzeugt: Der Verdampfung der Ausgangsmaterialien und dem Ausfällen auf einem Goldkristall. Dieser chemische Weg stellt sicher, dass die Struktur auf atomarer Ebene ist exakt richtig gerät.

 


Durch Aufdampfen wird die gewünschte Struktur gebildet. Bild: Jacobse P. H. et al, Universität Utrecht.

Die Forschungsergebnisse wurde in Nature Communications veröffentlicht.

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