Überblick

Organisch geordnet

Strategien zur Herstellung funktionaler Strukturen organischer Moleküle auf dielektrischen Oberflächen

  • Markus Nimmrich, Philipp Rahe, Markus Kittelmann und Angelika Kühnle
  • 12 / 2012 Seite: 29

Nanostrukturen, die aus einzelnen Molekülen aufgebaut sind und maßgeschneiderte Eigen­schaften sowie wohldefinierte Funktionen aufweisen, versprechen atemberaubende Möglichkeiten für die Elektronik. Besonders vielversprechend dafür ist die Selbstorganisation organischer Moleküle auf nichtleitenden Oberflächen, die aber auch mit besonderen Herausforderungen einhergeht.

In seiner legendären Rede „There’s plenty of room at the bottom“ erläuterte Richard Feynman 1959, dass die gezielte, schrittweise Erschaffung von Objekten aus einzelnen Atomen keine physikalischen Gesetzmäßigkeiten verletzt und somit grundsätzlich möglich sein sollte. So wie ein Haus nach dem Plan eines Architekten aus einzelnen Ziegeln errichtet wird, müssten sich auch Nanostrukturen Schritt für Schritt aus einzelnen Atomen oder Molekülen aufbauen lassen.

Die Möglichkeiten, die eine solche Nanoarchitektur bereit hält, sind atemberaubend: Eine komplett neue Elektronik mit Bauteilen aus einzelnen Molekülen ist ebenso denkbar wie neue Materialien, welche die unterschiedlichsten Vorteile (Härte, Leichtigkeit, Festigkeit, Hitzebeständigkeit etc.) in sich vereinen. Ebenso weitreichend sind aber auch die experimentellen Hürden, die es zu überwinden gilt. Selbst wenn das gelingt, eignet sich der Aufbau Atom für Atom kaum dazu, Systeme in großtechnischem Maßstab herzustellen. Es bietet sich daher an, die Moleküle für sich arbeiten zu lassen. Hierbei hilft das selbstorganisierende Verhalten von Molekülen auf Oberflächen.

Einzelne Moleküle können sich auf einer Oberfläche zu komplexen Netzwerken anordnen. Die Strukturvielfalt lässt sich hierbei durch die Wechselwirkungen steuern, die einerseits zwischen individuellen Molekülen und andererseits zwischen den Molekülen und dem Substrat auftreten. Durch die geschickte Wahl von Molekülgruppen und Oberflächencharakteristika sind Strukturen mit maßgeschneiderten Eigenschaften möglich. Die molekulare Selbstorganisation erscheint daher vielversprechend, um funktionale Strukturen gezielt zu erschaffen. Die potenziellen Anwendungen für diese Strukturen reichen von der einfachen Oberflächenbeschichtung über die Entwicklung neuer Sensoren für optoelektronische Bauteile bis hin zu komplexen elektronischen Schaltkreisen auf molekularer Skala. Dieser Artikel soll einen Überblick über die Bandbreite selbstorganisierter Strukturen auf nichtleitenden Oberflächen geben. Die vorgestellten Beispiele weisen die Machbarkeit nach und unterstreichen die vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten, die dieser Zweig der Oberflächenforschung mittlerweile eröffnet. ...

Share |
thumbnail image: Organisch geordnet

Aktuelles Heft

Inhaltsverzeichnis
12 / 2017

thumbnail image: PJ 12 2017


Physik der Seifenblasen

Zilien und Geißeln

Nobelpreise

Arbeitsmarkt

Zugang Physik Journal

Nur DPG-Mitglieder haben vollen Zugriff auf alle Hefte und Online-Inhalte des Physik Journal und müssen sich dafür mit ihrer Mitgliedsnummer registrieren » 

Erst wenn die Artikel des Physik Journal älter als drei Jahre sind, stehen sie kostenlos und frei zugänglich zur Verfügung

Als DPG-Mitglied erhalten Sie den Physik Journal Newsletter, wenn Sie sich dafür bei der DPG registrieren »

Mediadaten

Die Mediadaten für Werbe­mög­lich­kei­ten im Phy­sik Jour­nal finden Sie als PDFs hier:
2017 deutsch / eng­lisch
2018 deutsch / englisch

Site Login

Bitte einloggen

Andere Optionen Login

Website Footer