idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Grafik: idw-Logo

idw - Informationsdienst
Wissenschaft

Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Instanz:
Teilen: 
12.11.2009 15:44

Moleküle fest im Griff

Susanne Schuck Presse und Kommunikation
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

    Elektrischer Strom durch einen molekularen Kontakt gemessen

    Dank der ständig voranschreitenden Miniaturisierung elektrischer Bauteile konnte die Leistungsfähigkeit moderner Elektronik bislang kontinuierlich gesteigert werden. Allerdings treten schwierige Hürden bei dem Versuch auf, die winzigen Strukturen im Nanometerbereich weiter zu verkleinern. Zum ersten Mal gelang es nun einer europaweiten Kooperation von Forschern, aus zwei Molekülen einen Stromkreis zu konstruieren und dessen elektrische Eigenschaften zu untersuchen.

    Die Ergebnisse der Forscher aus Deutschland, Frankreich, Spanien und Dänemark werden in der neuesten Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Physical Review Letters vorgestellt. Die Wissenschaftler verwendeten fußballförmige C60-Moleküle, die einen milliardstel Meter Durchmesser haben und aufgrund ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften großes Potenzial für technische Anwendungen in der Materialwissenschaft und der Nanotechnologie bergen.

    Zunächst hoben die Wissenschaftler eines der Moleküle mit der Spitze eines Rastertunnelmikroskops an. Danach bewegten sie es mit einer Präzision von wenigen billiardstel Metern auf ein zweites Molekül zu. Während der Annäherung gelang es den Physikern, den elektrischen Stromfluss zwischen den beiden Molekülen zu messen. Das Verständnis dieses Stroms, der stark von dem Abstand zwischen den Molekülen abhängt, ist für zukünftige molekülbasierte Elektronik unabdingbar.

    Die Untersuchung zeigt, dass die Leitfähigkeit zwischen den sich berührenden Molekülen hundertmal geringer ist als für ein einzelnes C60-Molekül und daher nur ein schwacher Strom fließt. Dieses Resultat ist extrem wichtig für neuartige Nanoelektronik, bei der Moleküle dicht gepackt angeordnet sein werden. Denn ungewollte Kurzschlüsse zwischen benachbarten Schaltkreisen könnten mit Hilfe der Moleküleigenschaften unter Kontrolle gebracht werden. Zusätzlich durchgeführte quantenmechanische Berechnungen stehen mit den experimentellen Resultaten im Einklang und sagen ebenfalls eine nur geringe Leitfähigkeit zwischen den Molekülen vorher.

    Das neu gewonnene Verständnis des elektrischen Stromflusses auf der Nanometerskala ist ein wichtiger Schritt für die Entwicklung von molekularer Elektronik. Zudem eröffnet die von den Forschern vorgeführte extreme Präzision der Manipulation und Kontrolle von einzelnen Molekülen neue Wege zur Erfor-schung möglicher nanoelektronischer Bauteile.

    Link zum Artikel (pdf) Physical Review Letters 103:
    http://www.uni-kiel.de/download/pm/2009/2009-114-molekuele.pdf

    Eine Abbildung zum Thema steht zum Download bereit unter:
    http://www.uni-kiel.de/download/pm/2009/2009-114-1.png

    Bildunterschrift: Zwei C60-Moleküle in Kontakt (grau). Auf beiden Seiten sind Elektroden zur Strommessung angebracht (gold). Da die Moleküle nur einen milliardstel Meter durchmessen, ist eine extrem hohe Präzision von wenigen billiardstel Metern nötig, um sie kontrolliert zu positionieren. Während der An-näherung untersuchten die Wissenschaftler den Stromfluss durch beide Mole-küle.
    Copyright: CAU, Quelle: http://prl.aps.org

    Kontakt:

    Prof. Dr. Richard Berndt
    Institut für Experimentelle und Angewandte Physik
    Christian-Albrechts-Universität, D-24098 Kiel
    Telefon: +49 431 880-3946
    Email: berndt@physik.uni-kiel.de

    Dr. Guillaume Schull
    Derzeit: Institut de Physique et de Chimie de Strasbourg
    Universite Louis Pasteur
    CNRS UMR 7504, F-67034 Strasbourg
    Telefon: +33 388 107 172
    Email: guillaume.schull@ipcms.u-strasbg.fr

    Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
    Presse und Kommunikation, Leiterin: Susanne Schuck, Text: Björn Gojdka
    Postanschrift: D-24098 Kiel, Telefon: (0431) 880-2104, Telefax: (0431) 880-1355
    e-mail: presse@uv.uni-kiel.de, Internet: www.uni-kiel.de


    Bilder

    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Elektrotechnik, Energie, Informationstechnik, Mathematik, Physik / Astronomie
    überregional
    Forschungsergebnisse
    Deutsch


     

    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).