Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fünf Atome für guten Kontakt

15.11.2010
Wissenschaftlerteam um Physiker der Uni Kiel erforscht Moleküle als Leiter

Eine internationale Forschergruppe unter Leitung des Kieler Physikers Richard Berndt hat eine für die Molekularelektronik zentrale Frage beantwortet. Sie erforschten, wie man kontrolliert einen Kontakt zu einem einzelnen Molekül herstellt und wie sich die Art des Kontakts auf seine elektrischen Eigenschaften auswirkt. Die Wissenschaftler aus Deutschland, Frankreich und Spanien veröffentlichten ihre Ergebnisse am gestrigen Sonntag (14.11.2010) in der Online-Vorabausgabe von Nature Nanotechnolgy.

Die Physiker konstruierten auf einer Kupferoberfläche eine Reihe von Kontaktflächen, die jeweils nur aus wenigen Atomen bestanden. Mit einer scharfen Kupferspitze führten sie ein einzelnes Kohlenstoffmolekül (C60) an jeden dieser ultrakleinen Kontakte heran und bestimmten jeweils den elektrischen Widerstand. "Zunächst bestand die Verbindung zwischen Molekül und Oberfläche nur aus einem einzigen Atom", berichtet Dr. Guillaume Schull, der bis vor Kurzem an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) forschte. "Indem wir die Zahl der Kontaktatome schrittweise erhöht haben, ließ sich der Strom durchs Molekül zunächst mehr als verzehnfachen." Im Fall von C60-Molekülen hat dieser positive Trend aber eine Grenze: "Ab fünf Kontaktatomen beginnt das Molekül selbst wie ein Flaschenhals für den Strom zu wirken", so Professor Berndt.

Während in der belebten Natur molekulare Maschinen für nahezu jede denkbare technische Funktion existieren, steckt eine entsprechende Technologie noch in den Kinderschuhen. Seit einigen Jahren wird nach Wegen gesucht, aus einzelnen Molekülen elektrische Schaltungen zu bauen, die in Zukunft eine weitere Verkleinerung elektronischer Bauelemente ermöglichen können. Die Forschungsergebnisse sollen helfen, Eigenschaften und Prozesse auf der Skala einzelner Moleküle besser zu verstehen. Das Wissen um leitfähige Moleküle wird in die Entwicklung von elektronischen Bauteilen auf Basis organischer Materialien einfließen.

Die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel hat als Forschungsuniversität im Norden Deutschlands eine ausgewiesene internationale Expertise im Bereich der Nanowissenschaften. Die Mitglieder des Sonderforschungsbereichs 677 "Funktion durch Schalten", dem Professor Berndt angehört, forschen im Bereich der molekularen Nanowissenschaften. Zudem bewirbt sich die CAU in der aktuellen Runde der Exzellenzinitiative mit dem nanowissenschaftlichen Cluster-Antrag "Materials for Life". Im Cluster wollen die Kieler Wissenschaftler neue intelligente Materialien für die medizinische Therapie erforschen.

Original-Veröffentlichung:
G. Schull, Th. Frederiksen, A. Arnau, D. Sanchez, R. Berndt: Atomic-scale engineering of electrodes for single-molecule contacts.

Nature Nanotechnology 2010, DOI: 10.1038/NNANO.2010.215

Eine Abbildung zum Thema steht zum Download bereit:
http://www.uni-kiel.de/download/pm/2010/2010-166-1.jpg
Bildunterschrift: Grafische Darstellung einer Kupferspitze, an deren Ende ein Kohlenstoffmolekül (C60) angeheftet ist. Das Molekül schwebt über einer Metalloberfläche, auf der sich fünf Kontakte befinden, die Atom für Atom zusammengebaut wurden.

Grafik: Schull

Kontakt:
Prof. Dr. Richard Berndt
Institut für Experimentelle und Angewandte Physik
Abteilung Oberflächenphysik
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Tel.: 0431/880-3946 oder -2478
E-Mail: berndt@physik.uni-kiel.de

Sandra Sieraad | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kiel.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Neue Harmonien in der Optoelektronik
21.07.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

nachricht Von photonischen Nanoantennen zu besseren Spielekonsolen
20.07.2017 | Friedrich-Schiller-Universität 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: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten