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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Physiker realisieren Nano-Architektur |
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| | | Dem aus Graz stammenden Physiker Leonhard Grill ist es gelungen, eine bestimmte molekulare Architektur im Nano-Maßstab aufzubauen. Fernziel sind Schaltkreise mit einer ungeahnten Dichte an Transistoren. |
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Über die Anordnung und erfolgreiche, gezielte Manipulation von einzelnen Molekülen berichten der Nano-Forscher von der Freien Universität Berlin Leonhard Grill und sein Team in einer aktuellen Studie.
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Die Studie "Nano-architectures by covalent assembly of molecular building blocks" ist in "Nature Nanotechnology" (doi: 10.1038/nnano.2007.346; 28.10.07) erschienen. |
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 Abstract der Studie |
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Struktur aus Porphyrin, Benzol und Brom |
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Grill hatte erst vor wenigen Monaten mit der Verwirklichung des weltweit ersten Nano-Rades für Aufsehen gesorgt. Dabei ließ er ein 0,8 Nanometer (ein Nanometer ist der Millionste Teil eines Millimeters) kleines Rädchen aus wenigen Atomen über eine Kupfer-Oberfläche rollen.
Für die neuen Experimente hatte sich der Wissenschaftler den Aufbau einer molekularen Architektur auf einer Trägerschicht aus Gold vorgenommen.
"Der Kern der molekularen Strukturen bestand aus Porphyrin, einer organischen Verbindung", erklärte der Wissenschaftler. Gleichsam als Beinchen erhielt das Grundgerüst seitlich Benzol-Ringe angehängt, und daran haften wiederum Brom-Atome.
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Basteln im Atommaßsstab |
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Wenn man das Ganze gezielt erwärmt, spaltet sich das Brom wie an einer Soll-Bruchstelle ab. Dadurch werden die Beinchen gleichsam aktiviert und chemisch reaktiv. In Folge können die Forscher andere Moleküle anhängen, es ergibt sich eine chemisch sehr stabile, sogenannte kovalente Bindung.
Durch gezieltes Design verschiedener molekularer Bausteine konnten die Wissenschaftler zeigen, wie sich die Form der erzeugten Strukturen exakt einstellen lässt.
Mittels des Rastertunnelmikroskops lassen sich sogar einzelne Brom-Atome durch Energiezufuhr abspalten, dann binden sich nur an die entsprechend aktivierten Beinchen andere Atome.
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Ziel: Winzigste Schaltkreise |
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Langfristiges Ziel der Grundlagen-Arbeiten ist der Aufbau von Nano-Schaltkreisen. Die Voraussetzung für einen Ladungstransport, also die Leitung von elektrischem Strom, ist durch die im Experiment erzeugten, kovalenten chemischen Bindungen jedenfalls gegeben, so Grill.
Die atomare Größenordnung würde einen enormen Fortschritt in der Miniaturisierung der Elektronik bedeuten. Aus den geringen Abmessungen der molekularen Bausteine würde sich eine Dichte von Schaltelementen ergeben, die rund 10.000 Mal höher wäre als in der herkömmlichen Elektronik.
[science.ORF.at/APA, 30.10.07]
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