Graphenbänder wachsen lassen
In der «Nature»-Ausgabe vom 22. Juli 2010
beschreiben die Forscher um Roman Fasel, Senior Scientist an der
Empa und Professor für Chemie und Biochemie an der
Universität Bern, und Klaus Müllen, Direktor am
Max-Planck-Institut für Polymerforschung, eine einfache
oberflächenchemische Methode, mit der sich derart schmale
Bänder ganz ohne zu schneiden herstellen lassen – also
«bottom-up», aus den Grundbausteinen. Dazu brachten sie
unter Ultrahochvakuumbedingungen auf Gold- oder
Silberoberflächen spezielle, an «strategisch»
wichtigen Positionen halogensubstituierte Monomere auf, die sich in
einem ersten Reaktionsschritt zu Polyphenylenketten
verbanden.
In einem zweiten, durch stärkeres Erhitzen eingeleiteten
Reaktionsschritt, in dem Wasserstoffatome entzogen wurden,
koppelten die Ketten zu einem planaren, aromatischen Graphensystem.
So entstanden atomar dünne Graphenbänder von einem
Nanometer Breite und einer Länge bis zu 50 Nanometer. Damit
sind die Graphenbänder so schmal, dass sie eine elektronische
Bandlücke aufweisen und nun wie Silizium Schalteigenschaften
besitzen – ein erster, wichtiger Schritt für den Wechsel
von der Silizium-Mikro- zur Graphen-Nano-Elektronik. Doch damit
nicht genug: Je nachdem, welche Monomere die Forscher verwendeten,
bildeten sich Graphenbänder mit unterschiedlicher
räumlicher Struktur – entweder gradlinige oder
zickzackförmige.
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