Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nano-Forscher der Uni Graz charakterisieren den Einfluss von Defekten auf einzelne Graphendrähte

25.07.2018

Elektronische Bauteile wie Schalter oder Transistoren, die aus einem einzigen Molekül bestehen, könnten in Zukunft die Technik revolutionieren. Die Grundlagen dafür erforscht die Arbeitsgruppe Single-Molecule Chemistry an der Universität Graz unter der Leitung von Leonhard Grill. Das Team hat nun herausgefunden, dass Graphendrähte – ein vielversprechender Typ der für die zukünftigen Anwendungen nötigen molekularen „Kabel“ – durch strukturelle Fehler biegsamer werden. Die Ergebnisse sind soeben im Fachmagazin Physical Review Letters erschienen und wurden dort als „Editors’ Suggestion“ ausgezeichnet.

„Graphendrähte sind interessante Kandidaten als Miniatur-‚Kabel‘ für Schaltungen, weil sich ihre elektronischen Eigenschaften über ihre Breite von wenigen Nanometer einstellen lassen“, berichtet Grill.


Strukturelle Defekte machen Nano-Drähte flexibler. Das zeigen Forscher der Uni Graz in einer aktuellen Publikation.

Uni Graz

Bei der Herstellung können Defekte entstehen – also Stellen, an denen sich der Kristall nicht ordentlich ausbildet. „Bisher hat noch niemand untersucht, wie sich diese Fehler auf die Funktionalität auswirken“, so der Forscher. Seine Arbeitsgruppe konnte nun zeigen, dass diese Defekte die Flexibilität der Drähte erhöhen, die elektrischen Eigenschaften aber unverändert lassen.

Um die Messungen durchführen zu können, setzten die Physiker durch den Einsatz der richtigen Molekülbausteine die Drähte auf einer Goldoberfläche zusammen. Durch gezielte Veränderung der Probentemperatur können sie die Defektdichte in der Kette einstellen.

„Wir beobachteten, dass strukturelle Fehler in Gruppen auftreten, ein Zeichen für kooperatives Verhalten“, schildert Grill. Anschließend hoben die Forscher mit der extrem feinen Spitze eines Rastersondenmikroskops ein freies Ende eines Graphendrahtes hoch, um sowohl das elektrische Verhalten als auch die mechanischen Eigenschaften eines einzelnen Drahtes simultan und in Echtzeit zu studieren. Je mehr Defekte ein Graphendraht hatte, umso mehr konnte er gebogen werden – ein Beweis für erhöhte Flexibilität.

„Interessanterweise stellte sich heraus, dass die Anzahl der Defekte kaum Einfluss auf die elektronischen Eigenschaften und die elektrische Leitfähigkeit hat“, so der Physiker. Die Ergebnisse könnten daher für zukünftige Anwendungen der Nanotechnologie von Interesse sein, bei denen mechanische Flexibilität erforderlich ist, die elektronischen Eigenschaften jedoch erhalten bleiben sollen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Univ.-Prof. Dr. Leonhard Grill
Institut für Chemie der Universität Graz
Tel.: 0316/380-5412
E-Mail: leonhard.grill@uni-graz.at

Originalpublikation:

Matthias Koch, Zhi Li, Christophe Nacci, Takashi Kumagai, Ignacio Franco, and Leonhard Grill, „How structural defects affect the mechanical and electrical properties of single molecular wires“, Physical Review Letters 121
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.047701

Mag. Dagmar Eklaude | Karl-Franzens-Universität Graz
Weitere Informationen:
http://www.uni-graz.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Wuppertaler Forscher messen vom Weltraum aus die Temperatur der oberen Atmosphäre
18.01.2019 | Bergische Universität Wuppertal

nachricht Wie Moleküle im Laserfeld wippen
17.01.2019 | Forschungsverbund Berlin e.V.

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: Ten-year anniversary of the Neumayer Station III

The scientific and political community alike stress the importance of German Antarctic research

Joint Press Release from the BMBF and AWI

The Antarctic is a frigid continent south of the Antarctic Circle, where researchers are the only inhabitants. Despite the hostile conditions, here the Alfred...

Im Focus: Ultra ultrasound to transform new tech

World first experiments on sensor that may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles

The new sensor - capable of detecting vibrations of living cells - may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles.

Im Focus: Fliegende optische Katzen für die Quantenkommunikation

Gleichzeitig tot und lebendig? Max-Planck-Forscher realisieren im Labor Erwin Schrödingers paradoxes Gedankenexperiment mithilfe eines verschränkten Atom-Licht-Zustands.

Bereits 1935 formulierte Erwin Schrödinger die paradoxen Eigenschaften der Quantenphysik in einem Gedankenexperiment über eine Katze, die gleichzeitig tot und...

Im Focus: Flying Optical Cats for Quantum Communication

Dead and alive at the same time? Researchers at the Max Planck Institute of Quantum Optics have implemented Erwin Schrödinger’s paradoxical gedanken experiment employing an entangled atom-light state.

In 1935 Erwin Schrödinger formulated a thought experiment designed to capture the paradoxical nature of quantum physics. The crucial element of this gedanken...

Im Focus: Implantate aus Nanozellulose: Das Ohr aus dem 3-D-Drucker

Aus Holz gewonnene Nanocellulose verfügt über erstaunliche Materialeigenschaften. Empa-Forscher bestücken den biologisch abbaubaren Rohstoff nun mit zusätzlichen Fähigkeiten, um Implantate für Knorpelerkrankungen mittels 3-D-Druck fertigen zu können.

Alles beginnt mit einem Ohr. Empa-Forscher Michael Hausmann entfernt das Objekt in Form eines menschlichen Ohrs aus dem 3-D-Drucker und erklärt: «Nanocellulose...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Smarte Sensorik für Mobilität und Produktion 4.0 am 07. Februar 2019 in Oldenburg

18.01.2019 | Veranstaltungen

16. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

17.01.2019 | Veranstaltungen

Erstmalig in Nürnberg: Tagung „HR-Trends 2019“

17.01.2019 | Veranstaltungen

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

Zeitwirtschafts- und Einsatzplanungsprozesse effizient und transparent gestalten mit dem Workforce Management System der GFOS

18.01.2019 | Unternehmensmeldung

Der Schlaue Klaus erlaubt keine Fehler

18.01.2019 | Informationstechnologie

Neues Verfahren zur Grundwassersanierung: Mit Eisenoxid gegen hochgiftige Stoffe

18.01.2019 | Verfahrenstechnologie

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