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Nanotechnologie: Graphen lässt sich sanft schälen

Freie Graphenschicht auf UnterlageLaden...
Graphen gilt wegen seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit als möglicher Nachfolger für den Halbleiter Silizium, das Grundmaterial jedes Computerchips. Doch die nur eine Atomlage dünne Kohlenstoffschicht hat ein Manko: Sie ist kein Halbleiter, was ihre Einsatzmöglichkeiten in der Elektronik stark einschränkt. Zwar lässt sich halbleitendes Graphen herstellen, indem man es zu nanometerschmalen Bändchen zerschneidet, doch das Verfahren ist aufwändig. Nun haben US-Forscher einen einfachen Weg gefunden, einzelne Graphenlagen zu entfernen, ohne die darunterliegenden Schichten zu beschädigen [1]. Das biete eine einfache Möglichkeit, elektronische Schaltungen aus Graphen herzustellen, die sich verhalten wie ein Halbleiter, kommentieren Daniel Gunlycke und Paul Sheehan vom US Naval Research Laboratory in Washington [2].

GraphenLaden...
So wird es einlagig | Künstlerische Darstellung der Schälmethode für Graphen
Die Forscher um Ayrat Dimiev von der Rice University im texanischen Houston haben eine Graphendoppelschicht auf eine Unterlage aus Siliziumdioxid aufgebracht. Die obere Graphenlage beschichteten sie mit einer rechteckigen Fläche aus Zinkatomen. Als sie das Zink mit Salzsäure entfernten, schnitten sie damit auch ein Rechteck aus der Graphenschicht aus. Die darunterliegende Lage blieb intakt. Das Ganze wiederholten sie mit einem zweiten Rechteck, das senkrecht zum ersten stand. So ergab sich ein Karomuster, dessen Karos aus gar keiner, einer oder zwei Graphenschichten bestand.

Zwei auf bestimmte Weise übereinanderliegende Graphenschichten werden bei Anlegen eines elektrischen Felds halbleitend. Mit der neuen Schälmethode ließe sich ein Bauelement herstellen, das so eine Doppelschicht sowie Elektroden aus einzelnen Graphenschichten enthält. Mit Letzteren ließe sich ein elektrisches Feld anlegen, das die Doppelschicht halbleitend macht. So könnte man die hohe Leitfähigkeit von Graphen mit den Möglichkeiten eines Halbleiters verbinden. (cm)

9. KW 2011

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 9. KW 2011

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  • Quellen
[1] Science 10.1126/science.1199183, 2011

[2] Science 10.1126/science.1200779, 2011

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