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Graphen: Elektronik aus Kohlenstoff

Forscher suchen nach neuen Möglichkeiten, schnellere Transistoren für Mikrochips herzustellen. Große Hoffnungen setzen sie auf den Wunderstoff Graphen. Doch einen Wermutstropfen gibt es bereits: Für Computer scheint er wenig zu taugen.
Graphen im Elektronenmikroskop

Für ihre "bahnbrechenden Experimente mit dem zweidimensionalen Stoff Graphen" erhielten Andre Geim und Konstantin Novoselov 2010 den Physik- Nobelpreis (Spektrum der Wissenschaft 12/2010, S. 16). Die Wissenschaftler von der University of Manchester hatten sechs Jahre davor diese Form des Kohlenstoffs entdeckt und damit auf der ganzen Welt eine Welle theoretischer und experimenteller Untersuchungen ausgelöst. Denn Graphen besitzt äußerst bemerkenswerte und einzigartige physikalische Eigenschaften.

Es handelt sich um eine zweidimensionale Modifikation des Kohlenstoffs, eine Schicht aus Atomen, die in einem hexagonalen Honigwabenmuster angeordnet sind. In der Natur findet man dergleichen übereinandergestapelt im weit verbreiteten Material Graphit. Jede Schicht darin ist ...

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Spektrum - Die Woche – Wo Bäume mehr schaden als nützen

Drei Milliarden neue Bäume in der EU, zehn Milliarden in den USA, 70 Milliarden in China. Doch die ambitionierten Ziele für Aufforstungen könnten lokale Ökosysteme und Tierbestände gefährden. Außerdem in der aktuellen »Woche«: wieso der Hype um ultradünne Halbleitermaterialien berechtigt ist.

Spektrum der Wissenschaft – Unmögliches mit Quanten und Teilchen

»Unmögliches mit Quanten und Teilchen« nimmt Sie mit in die Welt der Quantenphänomene. Plasma-Labore widmen sich Themen vom Urknall bis zum Fusionsreaktor. Mehrere Experimente sollen der Unruh-Effekt demnächst nachweisen. Mit Lasern und kalten Atomen lassen sich manche Quantenphänomene auf größere Maßstäbe übertragen und somit extreme Phänomene eingehender untersuchen.

Spektrum - Die Woche – Die Geschichte von Ella und ihren zwölf Ichs

Ella leidet unter einer dissoziativen Identitätsstörung: Sie hat zwölf Persönlichkeiten, jede mit eigenen Erinnerungen. Ihre Therapeutin erzählt, wie die verschiedenen Ichs zu einer Gemeinschaft wurden. Außerdem widmen wir uns diese Woche Oppenheimers unbekannter Forschung zu Schwarzen Löchern.

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  • Quellen

Avouris, P. et al.: Carbon-Based Electronics. In: Nature Nanotechnology 2, S. 605 – 615, 2007

Geim, A. K., Novoselov, K. S.: The Rise of Graphene. In: Nature Materials 6, S. 183 – 191, 2007

Han, S.-J. et al.: High-Frequency Graphene Voltage Amplifier. In: Nano Letters 11, S. 3690 – 3693, 2011

Lin, Y.-M. et al.: Wafer-Scale Graphene Integrated Circuit. In: Science 332, S. 1294 – 1297, 2011

Wang, H. et al.: Graphene Frequency Multipliers. In: IEEE Electron Device Letters 30, S. 547 – 549, 2009

Wu, Y. et al.: High-Frequency, Scaled Graphene Transistors on Diamond-Like Carbon. In: Nature 472, S. 74 – 78, 2011

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