Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Graphen leitet Strom nahezu verlustfrei

20.08.2013
Nanowissenschaftler der Universität Basel konnte erstmals zeigen, dass das Kohlenstoffmaterial Graphen einen nahezu widerstandsfreien Stromtransport erlaubt. Dies ermöglicht neuartige Anwendungen des Materials in der Elektronik. Ihre Ergebnisse haben die Forscher in der Fachzeitschrift «Nature Communications» veröffentlicht.

Graphen besteht aus einer einzigen Lage von Kohlenstoffatomen, die wabenförmig miteinander verbunden sind. Damit ist es das dünnste leitende Material überhaupt, was ihm verblüffende Eigenschaften verleiht, die Verarbeitung aber vor zahlreiche Schwierigkeiten stellt, da Graphen eigentlich nur aus Oberflächen besteht.


Graphen ist eine Schicht aus Kohlenstoff, die nur ein Atom dick ist. Basler Nanowissenschaftler konnten die extrem dünne Kohlenstofffolie mittels elektrischer Kontakte aufspannen, die erhöht auf einer Auflage liegen. Das ermöglicht es, Graphen in seiner ursprünglichen Art zu untersuchen.

Illustration: Universität Basel/Swiss Nanoscience Institute

Um eine stabile Einheit zu erhalten, wird Graphen deshalb oft auf einen Träger aus Silizium aufgebracht. Der grossflächige Kontakt mit dem Halbmetall verändert jedoch die Eigenschaften von Graphen drastisch. Sogenannte Fremdatome im Silizium stören die Elektronen im Graphen und beeinträchtigen seine elektrische Leitfähigkeit. Analog führt der Kontakt mit der Luft an der Oberseite zu Störungen.

Dem Team um Prof. Christian Schönenberger vom Swiss Nanoscience Institute an der Universität Basel ist es nun gelungen, mittels Mikro- und Nanofabrikationstechniken die Graphenschicht über eine Länge von mehreren Mikrometer frei aufzuspannen und so eine Berührung mit dem Siliziumsubstrat zu vermeiden.

Reinigung erhöht elektrische Leitfähigkeit
Um Graphen in reinster Form zu erhalten, wurde die Graphenfolie anschliessend in einem Container thermisch gereinigt, der das reaktionsträge Edelgas Helium enthielt. Dazu wurde ein starker Strom durch die Graphenfolie geschickt, der sie aufheizt und Ablagerungen auf der Oberfläche entfernt.

Nach dieser Reinigung stellten die Basler Forscher eine erstaunliche Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit des Materials fest. Zusammen mit Kollegen der Universität Regensburg konnte sie zeigen, dass sich die Ladungsträger vollkommen störungsfrei in Graphen bewegen können. «Diese Technologie eröffnet die Realisierung ganz neuer elektronischer Funktionen», so Forschungsleiter Christian Schönenberger.

Graphen – Material der Zukunft
Graphen ist nicht nur elektrisch sehr leitfähig; es ist auch leicht und transparent, mechanisch sehr robust und ein exzellenter Wärmeleiter. Diese aussergewöhnliche Kombination von Eigenschaften macht das Material für die Grundlagenforschung interessant und verspricht vielfältige Anwendungen – sei es in Touchscreens und Solarzellen, Flugzeugen und Satelliten. Die Europäische Kommission hat die Graphenforschung Anfang dieses Jahres zur Priorität erklärt und ihr eine von zwei hochdotierten Forschungsinitiativen gewidmet. Mit an Bord des Forschungsflaggschiffs «Graphene» sind auch die beiden Gruppen von Prof. Christian Schönenberger und Dr. Thilo Glatzel vom Departement Physik der Universität Basel.
Originalbeitrag
Peter Rickhaus, Romain Maurand, Ming-Hao Liu, Markus Weiss, Klaus Richter, and Christian Schönenberger
Ballistic interferences in suspended graphene
Nature Communications 4, Article number: 2342 (2013) | doi:10.1038/ncomms3342
Weitere Auskünfte
Prof. Dr. Christian Schönenberger, Universität Basel / Swiss Nanoscience Institute, Tel. +41 61 267 36 90, E-Mail: christian.schoenenberger@unibas.ch

Weitere Informationen:

http://dx.doi.org/10.1038/ncomms3342
- Abstract
http://www.nanoscience.ch/
- Swiss Nanoscience Institute an der Universität Basel

Reto Caluori | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Hochauflösende IR Kamera mit Mikroskopoptik
23.10.2017 | Optris GmbH

nachricht »ILIGHTS«-Studie gestartet: Licht soll Wohlbefinden von Schichtarbeitern verbessern
18.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie