Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Einzelmoleküle als elektrische Leiter: Forscherteam gelingt entscheidender Fortschritt

08.07.2009
Klein und effizient: Die Verwendung von Molekülen als stromleitende Elemente in elektronischen Schaltungen birgt großes Potential.

Eine der Herausforderungen bisher: Die Stromleitung durch Moleküle setzt erst ab einer gewissen Schwellspannung ein.

Einem internationalen Forscherteam ist nun der Durchbruch gelungen: Mit einer ungeraden Anzahl an Elektronen sind Moleküle, die mit Metallelektroden im Kontakt sind, nämlich schon im niedrigen Spannungsbereich extrem leitfähig.

Diese Grundlagenerkenntnis bringt viele Anwendungsmöglichkeiten: Etwa effizientere Mikrochips und Bauelemente mit stark erhöhten Speicherdichten. Diese Ergebnisse präsentieren die Forscher im Fachjournal "Nano Letters".

Ein Elektron statt zwei: Ist die Anzahl der Elektronen, also der Träger der elektrischen Ladung, in einem Molekül ungerade, so wird das Molekül auch schon bei niedrigen Spannungen zum Leiter mit geringem Widerstand. Was in der Beschreibung simpel klingt, ist eine fundamentale Erkenntnis im Bereich der Nanotechnologie: Metallische Elemente in molekularen elektronischen Schaltungen können damit nämlich durch Einzelmoleküle ersetzt werden. "Damit kommen wir der ultimativen Miniaturisierung elektronischer Bauteile einen entscheidenden Schritt näher", erklärt Egbert Zojer vom Institut für Festkörperphysik der TU Graz.

Moleküle statt Metall

Antrieb für diese Grundlagenforschung ist die Vision von Schaltungen, die nur mehr aus wenigen Molekülen bestehen. "Gelingt es, dass molekulare Bausteine vollständig die Rolle der verschiedenen Elemente einer Schaltung übernehmen, eröffnet sich eine Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten, deren ganzes Potential sich erst im Laufe der Zeit offenbaren wird; in unserer Arbeit zeigen wir den Weg zur Realisierung der elektrisch hoch leitenden Elemente", schwärmt Zojer von der Tragweite der Erkenntnis. Konkrete Perspektiven bieten sich etwa im Bereich der molekularen Elektronik, der Sensorik oder der Entwicklung biokompatibler Grenzflächen zwischen anorganischen und organischen Materialien: Letzteres meint den Kontakt zu biologischen Systemen wie etwa menschlichen Zellen, die durch die leitenden Moleküle in biokompatibler Art mit elektronischen Schaltungen verbunden werden können.

An dem Forschungsprojekt sind neben der TU Graz auch Wissenschafter der Humboldt Universität zu Berlin, des M.I.T., der Montanuniversität Leoben und des Georgia Institute of Technology beteiligt.

Originalarbeit:
Georg Heimel, Egbert Zojer, Lorenz Romaner, Jean-Luc Brédas and Francesco Stellacci: "Doping Molecular Wires", Nano Letters Vol.9, Issue 7 (2009)
Rückfragen:
Ao. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Egbert Zojer
Institut für Festkörperphysik
Email: egbert.zojer@tugraz.at
Tel.: +43 (316) 873 - 8475

Alice Senarclens de Grancy | idw
Weitere Informationen:
http://www.tugraz.at
http://www.presse.tugraz.at/webgalleryBDR/data/physik/index.htm

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

nachricht Einen Schritt näher an die Wirklichkeit
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics