Nanodrähte aus purem Gold

News: Nanodrähte aus purem Gold

Bei Gold denken sicher die meisten Menschen an Schmuck oder Reichtum, den Goldrausch oder auch Zähne. Ganz andere Assoziationen hatten japanische Physiker: Sie haben aus dem Edelmetall Drähte mit einem Durchmesser von weniger als einem Nanometer produziert. Diese haben eine ähnliche Struktur wie Kohlenstoff-Nanoröhren und gelten als ideale Kandidaten für zukünftige winzige Schaltkreise. Somit gibt es nun einen zweiten Einwohner in der Nanowelt.

Winzige aufgerollte Kohlenstoffschichten aus einzelnen Atomlagen – kurz Nanoröhren – haben erstaunliche Eigenschaften. Zum Beispiel zeigen sie fast keine Reibung, wenn die einzelnen Schichten gegeneinander verschoben werden. Daher hatten einige Forscher die Vermutung geäußert, dass auch andere Materialien in dieser Größe außergewöhnliche Eigenschaften haben müssten. Yukihoto Kondo und Kunio Takayanagi vom Exploratory Research for Advanced Technology-Projekt haben sich daher entschieden, Gold genauer unter die Lupe zu nehmen.

Die Forscher stanzten mit einem Elektronenstrahl Löcher in eine drei bis fünf Nanometer dünne Goldfolie. Die dabei entstandenen Verbindungen zwischen den Löchern ähnelten Brücken. Kondo und Takayanagi verschmälerten diese, indem sie weiter Elektronen auf die Folie schossen. Dadurch bildeten sich Drähte mit einer Länge von ungefähr 15 und einen Durchmesser von 1,5 Nanometer. Durch weitere Bestrahlung erzeugten sie sogar noch dünnere Drähte – der kleinste hatte bei einer Länge von 6 Nanometer einen Durchmesser von 0,6 Nanometer. Diese Nanostrukturen sind jedoch ganz anders aufgebaut als herkömmliche Drähte. Sie bestehen aus mehreren Schichten koaxialer Röhren. Jede davon setzt sich aus mehreren Atomreihen zusammen, die sich helikal um eine Achse winden. Im Gegensatz zu Kohlenstoff bildet Gold allerdings keine hohlen Röhren, sondern massive Drähte (Science vom 28. Juli 2000).

Warum Gold solche Strukturen ausbildet, ist den Forschern noch ein Rätsel. Doch auf jeden Fall können die Nanodrähte sehr nützlich sein, um verschiedene Maschinen auf molekularer Ebene zu konstruieren. Denn die Golddrähte sind nicht nur dünn, sondern auch ideale elektrische Leiter. "Wenn Materie auf wenige Atomlagen begrenzt wird, ist viel Platz für Überraschungen", sagen Erio Tosatti und Santi Prestipino vom Abdus Salam International Center for Theoretical Physics in Triest.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 2.8.2000
"Die winzigsten Gleitlager der Welt"
Spektrum Ticker vom 16.6.2000
"Zerreißprobe für Nanoröhrchen"
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