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Dienstag, 08 März 2022 08:00

Nano-Domino mit Molekülen

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Geschätzte Lesezeit: 1 - 2 Minuten
Da liegt es wieder: PTCDA-Molekül auf einer Oberfläche aus Silberatomen (Graphik: Forschungszentrum Jülich / Christian Wagner) Da liegt es wieder: PTCDA-Molekül auf einer Oberfläche aus Silberatomen (Graphik: Forschungszentrum Jülich / Christian Wagner)

Vor drei Jahren gelang es Jülicher Physikern, ein einzelnes flaches Molekül kontrolliert aufzurichten. Nun haben sie es nach monatelangem Experimentieren wieder umgeworfen. Die gewonnenen Einblicke sind ein wichtiger Schritt hin zu einer molekularen Fertigung in drei Dimensionen.

Die Idee, elektrische Bauelemente und Schaltungen auf der Ebene der Atome und Moleküle ähnlich wie größere Maschinen Stück für Stück zusammenzusetzen, ist eines der zentralen Ziele der Nanotechnologie. Das aktuelle Ergebnis, das Jülicher Forschende mit Partnern der englischen Universität Warwick erzielt haben, eröffnet dafür nun neue Wege, beispielsweise um ultraempfindliche Sensoren oder Quantenpunkte zur Speicherung von Quanteninformationen in Quantencomputern zu realisieren. Ziel war, herauszufinden, exakt wie stabil so ein stehendes Molekül wirklich ist. Durch Temperaturerhöhung wurde das Molekül mehr und mehr durchgeschüttelt, bis es schließlich umgefallen ist. Für die nötige Genauigkeit muss das Molekül mehrere hundert Mal neu aufgerichtet und umgeworfen werden. Darüber hinaus ist es schwierig überhaupt festzustellen, wann das Molekül umfällt. Die Spitze des Mikroskops ist im Vergleich zu einem einzelnen Molekül riesig und stabilisiert es durch die elektromagnetische Wechselwirkung, solange sie in seiner Nähe ist. Daher wurde eine Vorgehensweise entwickelt, bei der die Spitze im Wechsel zurückgezogen und wieder an das Molekül angenähert wird.

Bei der Fertigung auf der Nanoskala werden winzige Strukturen Schicht für Schicht aufgebaut und teilweise wieder weggeätzt. Möglicherweise können solche Bauteile in Zukunft aber auch noch auf anderen Wegen hergestellt werden. Ein Ansatz ist, sie aus einzelnen Molekülen zusammensetzen, wie mit Lego-Steinen.

Weitere Informationen

  • Ausgabe: 2
  • Jahr: 2022
  • Autoren: Dr.-Ing. Richard Suchentrunk

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