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F.A.Z. v. 17.11.1999

Ein Schaltkreis aus Nanoröhren

Durchtunneln des Isolators / Winzige Dimensionen erreichbar / Von Rainer Scharf

Einen Schaltkreis aus winzigen Kohlenstoffröhren, der wesentlich kleiner ist als eine entsprechende Schaltung aus Halbleitermaterial, haben Wissenschaftler der University of Pennsylvania in Philadelphia hergestellt. Die nur wenige millionstel Millimeter dicken und etwa ein tausendstel Millimeter langen Röhren wurden auf eine Siliziumunterlage aufgebracht und dann mit der Spitze eines Rasterkraftmikroskops zurechtgeschnitten, gedreht und in die gewünschte Position geschoben. Dazu waren einige tausend Arbeitsschritte nötig.

Die Wissenschaftler um Alan Johnson können mit ihrem Verfahren auch ganze Bündel aus Kohlenstoffröhren verarbeiten. So haben sie zwei Bündel von Röhren über Kreuz gelegt und deren Enden mit Metallkontakten versehen. Auf diese Weise konnten sie die Ströme messen, die bei Anlegen einer elektrischen Spannung hindurchfließen. Es stellte sich heraus, dass man mit Hilfe der elektrischen Spannung, die am oberen Bündel anliegt, den Strom im unteren schalten kann ("Applied Physics Letters", Bd. 75, S. 3014).

Die beiden Hälften des unteren Bündels rechts und links vom Kreuzungspunkt verhalten sich dabei wie zwei so genannte Quantenpunkte, die nur eine bestimmte Zahl von Elektronen aufnehmen können. Der am Kreuzungspunkt gelegene Abschnitt des unteren Röhrenbündels ist geringfügig deformiert und wird dadurch zum Isolator, den der elektrische Strom durchtunneln muss. Die Stärke des Tunnelstroms hängt entscheidend von der Spannung an der oberen Röhre ab. Kompliziertere elektronische Schaltungen sollten sich auf ähnliche Weise herstellen lassen. 
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