Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die dünnste Ratsche der Welt - Forscherteam nutzt Graphen zur Steuerung von Elektronen

20.02.2013
Ratschen sind einfach praktisch. Man kann beispielsweise einen Ratschenschraubendreher – ohne abzusetzen – bequem vor- und zurück drehen, und trotzdem bewegt sich die Schraube nur in eine Richtung. Ratschen sind zudem fast überall einsetzbar, etwa beim Spannen von Gurten oder beim Heben von Lasten. Oder auch im Bereich der Quantenwelt:

So hat jetzt ein internationales Forscherteam um den Regensburger Physiker Prof. Dr. Sergey Ganichev eine extrem dünne Ratsche zur Steuerung von Elektronen entwickelt, die mit einem magnetischen Feld arbeitet. Für die Nanotechnologie werden Methoden zur Kontrolle von Elektronen immer wichtiger.

Als Material für die Ratsche nutzten die Forscher Graphen – ein Material, das nur aus einer einzelnen Atomlage Kohlenstoff besteht. Weniger geht nicht: Die neue Ratsche ist damit die dünnste der Welt. Die Physiker sprechen hier von „magnetischen Quantenratschen in Graphen“. Ein elektrisches Feld von Terahertzstrahlung bewegt dabei Elektronen im Takt vor und zurück.

Terahertzstrahlung liegt zwischen dem Frequenzbereich für Rundfunk und dem Infrarotbereich. Ein zusätzlich angelegtes Magnetfeld wirkt bei geschickter Anordnung nun wie eine Ratsche, indem es die Bewegung der Elektronen in der einen Richtung zulässt, in der anderen aber unterdrückt. Die Wissenschaftler erläuterten die neue Ratsche vor Kurzem in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Nanotechnology“ (DOI: 10.1038/nnano.2012.231).

Das „Wundermaterial“ Graphen ist derzeit ein vielversprechender Kandidat, um Silizium als technologisch führendes Material für superschnelle Elektroniken abzulösen. Die neu entdeckte magnetische Quantenratsche könnte in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle spielen. Wie groß die Hoffnungen sind, die die Spitzenforschung mit Graphen verbindet, zeigen eindrucksvoll der Physik-Nobelpreis 2010 für A. Geim und K. Novoselov sowie die jüngste, erst im Januar 2013 gestartete, milliardenschwere europäische Flaggschiff-Initiative.

Das internationale Konsortium, das nun erstmals die Quantenratsche in Graphen realisieren konnte, besteht aus Forschergruppen aus vier Nationen: Deutschland, Russland, Schweden und den USA. Geleitet wird es von der Regensburger Arbeitsgruppe um den Experimentalphysiker Prof. Dr. Sergey Ganichev. Theoretische Unterstützung leisteten die Arbeitsgruppen um Prof. Dr. Sergey Tasarenko (St. Petersburg) und Prof. Dr. Jaroslav Fabian (Universität Regensburg).

Die Erforschung von Graphen wird an der Universität Regensburg in großem Stil gefördert. Involviert sind unter anderem: Das Graduiertenkolleg GRK 1570 um Prof. Dr. Milena Grifoni, der Sonderforschungsbereich SFB 689 um Prof. Dr. Dieter Weiss sowie Regensburger Gruppen im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms SPP 1459 (um Prof. Dr. Thomas Seyller, TU Chemnitz) und der Flaggschiff-Initiative Graphen.

Der Original-Artikel unter:
www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2012.231.html
Weiterführende Informationen zur Graphen-Forschung an der Universität Regensburg:
www.physik.uni-regensburg.de/forschung/gk_carbonano/
www-app.uni-regensburg.de/Fakultaeten/Physik/sfb689/
www.spp1459.uni-erlangen.de/about-spp-1459/
Ansprechpartner für die Presse:
Prof. Dr. Sergey Ganichev
Universität Regensburg
Institut für Experimentelle und Angewandte Physik
TerZ – Regensburg Terahertz-Zentrum
Tel.: 0941 943-2050/2061
Sergey.Ganichev@physik.uni-regensburg.de

Alexander Schlaak | idw
Weitere Informationen:
http://www.physik.uni-regensburg.de/TerZ/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Ferngesteuerte Mikroschwimmer: Jülicher Physiker simulieren Bewegungen von Bakterien an Oberflächen
22.05.2015 | Forschungszentrum Jülich

nachricht Hochleistungsmikroskopie für Membranrezeptoren
22.05.2015 | Universitätsklinikum Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Kieler Forschende bauen die kleinsten Maschinen der Welt

Die DFG stellt Millionenförderung für die Entwicklung neuartiger Medikamente und Materialien an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) bereit.

Großer Jubel an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU): Wie die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) heute (Donnerstag, 21. Mai) bekannt gab,...

Im Focus: Basler Physiker entwickeln Methode zur effizienten Signalübertragung aus Nanobauteilen

Physiker haben eine innovative Methode entwickelt, die den effizienten Einsatz von Nanobauteilen in elektronische Schaltkreisen ermöglichen könnte. Sie entwickelten dazu eine Anordnung, bei der ein Nanobauteil mit zwei elektrischen Leitern verbunden ist. Diese bewirken eine hocheffiziente Auskopplung des elektrischen Signals. Die Wissenschaftler vom Departement Physik und dem Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel haben ihre Ergebnisse zusammen mit Kollegen der ETH Zürich in der Fachzeitschrift «Nature Communications» publiziert.

Elektronische Bauteile werden immer kleiner. In Forschungslabors werden bereits Bauelemente von wenigen Nanometern hergestellt, was ungefähr der Grösse von...

Im Focus: Basel Physicists Develop Efficient Method of Signal Transmission from Nanocomponents

Physicists have developed an innovative method that could enable the efficient use of nanocomponents in electronic circuits. To achieve this, they have developed a layout in which a nanocomponent is connected to two electrical conductors, which uncouple the electrical signal in a highly efficient manner. The scientists at the Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel have published their results in the scientific journal “Nature Communications” together with their colleagues from ETH Zurich.

Electronic components are becoming smaller and smaller. Components measuring just a few nanometers – the size of around ten atoms – are already being produced...

Im Focus: Phagen übertragen Antibiotikaresistenzen auf Bakterien – Nachweis auf Geflügelfleisch

Bakterien entwickeln immer häufiger Resistenzen gegenüber Antibiotika. Es gibt unterschiedliche Erklärungen dafür, wie diese Resistenzen in die Bakterien gelangen. Forschende der Vetmeduni Vienna fanden sogenannte Phagen auf Geflügelfleisch, die Antibiotikaresistenzen auf Bakterien übertragen können. Phagen sind Viren, die ausschließlich Bakterien infizieren können. Für Menschen sind sie unschädlich. Phagen könnten laut Studie jedoch zur Verbreitung von Antibiotikaresistenzen beitragen. Die Erkenntnisse sind nicht nur für die Lebensmittelproduktion sondern auch für die Medizin von Bedeutung. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Applied and Environmental Microbiology veröffentlicht.

Antibiotikaresistente Bakterien stellen weltweit ein bedeutendes Gesundheitsrisiko dar. Gängige Antibiotika sind bei der Behandlung von Infektionskrankheiten...

Im Focus: Die schreckliche Schönheit der Medusa

Astronomen haben mit dem Very Large Telescope der ESO in Chile das bisher detailgetreueste Bild vom Medusa-Nebel eingefangen, das je aufgenommen wurde. Als der Stern im Herzen dieses Nebels altersschwach wurde, hat er seine äußeren Schichten abgestoßen, aus denen sich diese farbenfrohe Wolke bildete. Das Bild lässt erahnen, welches endgültige Schicksal die Sonne einmal ereilen wird: Irgendwann wird aus ihr ebenfalls ein Objekt dieser Art werden.

Dieser wunderschöne Planetarische Nebel ist nach einer schrecklichen Kreatur aus der griechischen Mythologie benannt – der Gorgone Medusa. Er trägt auch die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

TU Darmstadt: Gipfel der Verschlüsselung - CROSSING-Konferenz am 1. und 2. Juni in Darmstadt

22.05.2015 | Veranstaltungen

Internationale neurowissenschaftliche Tagung

22.05.2015 | Veranstaltungen

Biokohle-Forscher tagen in Potsdam

21.05.2015 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Nanogefäß mit einer Perle aus Gold

22.05.2015 | Biowissenschaften Chemie

Ferngesteuerte Mikroschwimmer: Jülicher Physiker simulieren Bewegungen von Bakterien an Oberflächen

22.05.2015 | Physik Astronomie

Was Chromosomen im Innersten zusammenhält

22.05.2015 | Biowissenschaften Chemie