Strom lässt Moleküle auf Isolatoren hüpfen

  • 14. March 2012

Forscher entwickeln neues Verfahren, um Oberflächen von Isolierschichten im molekularen Bereich bearbeiten zu können.

Rastersondenmikroskope haben in den letzten Jahrzehnten faszinierende Einblicke in die Welt der Atome und Moleküle ermöglicht. Mit speziellen Rastersondenmethoden können Forscher zudem künstliche Strukturen auf Materialoberflächen Atom für Atom aufbauen. Dabei werden unterschiedliche Atome auf eine Oberfläche aufgebracht und dann mithilfe einer feinen Nadel an den richtigen Platz manövriert. Diese atomare Manipulation gelang allerdings bisher nur auf der Oberfläche von Metallen und Halbleitern, nicht aber auf Isolatoren.

Abb.: Mit der Spitze eines Rastertunnelmikroskops werden die Moleküle angeregt und so auf der Oberfläche der Isolierschichten bewegt. (Bild: U. Regensburg)

Abb.: Mit der Spitze eines Rastertunnelmikroskops werden die Moleküle angeregt und so auf der Oberfläche der Isolierschichten bewegt. (Bild: U. Regensburg)

Einem Forscherteam der Universität Regensburg ist in diesem Zusammenhang ein wichtiger Schritt gelungen. Ingmar Swart und seine Kollegen vom Institut für Experimentelle und Angewandte Physik konnten organische Moleküle, die auf der Oberfläche von ultradünnen Isolierschichten anhaften, gezielt verschieben. Die Wissenschaftler benutzten dazu zunächst die Spitze eines Rastertunnelmikroskops für die Platzierung der Moleküle auf der Oberfläche. Ihr Trick bestand nun darin, die Moleküle mithilfe von Strom anzuregen und zum „Hüpfen“ zu bringen. Auf dieser Grundlage konnten die Moleküle gezielt verschoben und in die gewünschte Richtung bewegt werden.

Die Technik konnte von den Regensburger Forschern bereits mit unterschiedlichen organischen Molekülen erfolgreich nachgewiesen werden. Das neue Verfahren eröffnet die Möglichkeit, in Zukunft ganze Molekülstrukturen auf der Oberfläche von Isolierschichten zu platzieren und anzupassen. Dies könnte einen Durchbruch für die molekulare Elektronik bedeuten, bei der einzelne Moleküle die Schaltelemente heutiger Halbleiterbauelemente ersetzen sollen.

U. Regensburg / PH

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