Eigenschaften von Nanoröhrchen teilweise enträtselt

1. Mai 2001, 20:07
posten

Der Halbleiter der Zukunft rückt wieder ein Stückchen näher

Harvard - Eine Forschergruppe um Charles Lieber von der Harvard University hat die elektronische Struktur einiger typischer Nanoröhrchen mit Hilfe eines Rastertunnelmikroskops klären können. Die Forscher erkannten die zwei zugrunde liegenden atomaren Strukturen, die einerseits zu metallischen, andererseits zu Halbleitereigenschaften der weitgehend unerforschten Graphitröllchen von ein bis zwei Nanometern Durchmesser führen.

Dieser Unterschied ergebe sich durch die Anordnung der Gitternetzstrukturen. Das hexagonale Gitter der Kohlenstoffatome ordne sich anders an, wenn diese um 90 Grad gegeneinander gedreht würden. Aus dem Unterschied ergebe sich, ob Zickzack- oder so genannte Armchair-Strukturen entstünden. In den Kohlenstoffanordnungen der Zickzackstrukturen treten regelmäßige Bandlücken auf. Diese ergeben die erwünschte Halbleitereigenschaft. Das Team fand außerdem heraus, dass diese Lücke von dem Durchmesser des Röhrchens abhängig ist - je kleiner der Radius, desto größer die Bandlücke.

Eine andere Gruppe von Wissenschaftlern vom IBM Watson Research Center in Yorktown Heights hat unterdessen ein Verfahren entdeckt, dass es erlaubt, die unterschiedlichen Strukturen des Gitternetzes voneinander zu trennen. Nachdem die Kohlenstoffröhrchen bisher mühsam von Hand ausgelesen werden mussten, ist es nun möglich, diesen Vorgang zu beschleunigen. Dabei werden die metallischen Röhrchen einfach zerstört.

Die unsortierten Nanostrukturen würden dazu auf Silizium aufgebracht. Die halbleitenden Strukturen werden in einen nichtleitenden Zustand versetzt, und anschließend wird eine Spannung angelegt, die alle leitenden Röhrchen schlichtweg verdampfen lässt. Die Halbleiterbranche setzt ihre Hoffnungen zunehmend auf die Nanoröhrchen, da das bisherige Halbleiterelement Silizium bald auf seine atomaren Grenzen stoßen wird. Nanoröhrchen sollen exzellente Wärmeleiter und außerdem thermisch und chemisch hochgradig stabil sein.(pte)

  • Bild nicht mehr verfügbar
Share if you care.