Nanoklaviere und belauschte Atome
Niederländische Wissenschaftler belauschen einzelne Arsen-Atome im Silizium bei ihrer Arbeit und lassen Nanoröhrchen erklingen.
Nicht nur in den Elite-Universitäten und den Forschungsstätten der Halbleiterfirmen in den USA, auch in Europa ist man im Nanokosmos unterwegs und den einzelnen Atomen auf der Spur, etwa im niederländischen Delft. Unterstützt von der FOM-Foundation (Fundamental Research on Matter) haben nun die Forscher Sellier, Lansbergen, Caro und Rogge am Kavli-Institut für Nanowissenschaften der Universität Delft in der aktuellen Physical Review über ihren erfolgreichen Versuch berichtet, den Einfluss eines einzelnes Dotierungs-Atoms in einem Transistor zu verfolgen. ("Transport Spectroscopy of a Single Dopant in a Gated Silicon Nanowire", Physical Review Letters volume 97 issue 20, page 206805). Sie vermaßen den Ladungsfluss und bestimmten das quantenmechanische Verhalten eines einzelnen Arsen-Atoms und konnten auch das Atom manipulieren, etwa die Elektronenanzahl in einigen Schalen ändern.
Im Bereich von Strukturen von 35 Nanometern und kleiner, sind nur noch wenige Dutzend solcher künstlich eingebrachten Dotierungsatome pro Transistor vorhanden. Bereits ein Atom mehr oder weniger ändert schon die elektrischen Eigenschaften, so dass es selbst die beste Herstellungstechnik nicht mehr schaffen kann, dass sich die Transistoren identisch verhalten. Somit kommt solchen Forschungen an Einzelatomen für die Zukunft der Halbleiterherstellung eine eminent große Bedeutung zu. Die in einem 35-nm-Pilotverfahren hergestellten MOSFET-Transistoren bekamen die Wissenschaflter aus dem Nachbarland Belgien, aus Leuven vom Forschungszentrum der IMEC geliefert.
Am gleichen Institut hat eine von Professor Herre van der Zant geführte Forschungsgruppe auch die kleinste Klaviersaite der Welt erzeugt: ein schwingendes Karbon-Nanoröhrchen von 1 Mikrometer Länge mit einem Durchmesser von nur 2 Nanometern. Hören wird man die in der aktuellen Ausgabe der Scientific Journal Nano Letters vorgestellten Nanoklaviere wohl nicht, ihre Schwingfrequenzen liegen hoch im Megahertz-Bereich. Nutzen könnte man die hochempfindlichen schwingenden Nanoröhrchen aber beispielsweise als Mikrowaagen. So würde etwa bereits ein angelagertes Virus die Eigenfrequenz deutlich ändern. (as)
