Schalten mit Silber-Atomen

Wissenschaftler der Universität Karlsruhe haben nach eigenen Angaben den weltweit ersten atomaren Transistor entwickelt. Durch die "kontrollierte Umlagerung eines einzigen Silberatoms", erklärte Professor Thomas Schimmel vom DFG-Centrum für Funktionelle Nanostrukturen (CFN), könne man einen Stromkreis gezielt öffnen und wieder schließen. Mit dieser Arbeit sei man dem Einsatz molekularer Elektronik bei Zimmertemperatur ein großes Stück näher gekommen, meinen die Karlsruher Forscher.

Die Wissenschaftler schufen zunächst nur eine Nanometer große Lücke zwischen zwei Elektroden, auf der sie so lange Silberatome abschieden, bis ein einzelnes Atom die Lücke schließt. Die Lage dieses Atoms kann über eine unabhängige dritte Elektrode kontrolliert werden. Wie bei einem konventionellen Transistor kann so der Strom zwischen zwei Elektroden durch eine außen angelegte Steuerspannung von nur wenigen Millivolt ein- und ausgeschaltet werden. Erst kürzlich hatte ein Team aus dem IBM-Forschungslabor in Rüschlikon gezeigt, dass sie einzelne Moleküle gezielt zwischen zwei verschiedenen Ladungszuständen mit verschiedenen Leitfähigkeiten schalten können.

Die ersten molekularen Schalter sind bereits Ende der Neunzigerjahre realisiert worden – sie wurden jedoch zumeist bei sehr tiefen Temperaturen betrieben. 2004 gelang es der Gruppe um Mark Reed zum ersten Mal, molekulare Speicherzellen auf der Basis dieser Technologie zu realisieren. Bei diesem Speicher wurden allerdings noch immer mehrere hundert bis tausend Moleküle geschaltet. Die Kontaktierung und Leitfähigkeitsmessung einzelner Moleküle erwies sich bislang jedoch als schwieriges Problem, das aber nun offenbar immer mehr Forschungsgruppen in den Griff bekommen. (wst)