Nanoröhrchen als Mikro-Antenne

Kohlenstoff-Nanoröhrchen könnten als winzige Oszillatoren eingesetzt werden. Wie chinesische Wissenschaftler jetzt im Fachmagazin Physical Review Letters (Vol 88. No. 4) zeigen, sollten die Nanoröhrchen unter geeigneten Umständen im Gigahertztakt vibrieren -- so schnell wie kein anderes mechanisches System. Dotiert man die Röhrchen, könnten sie beispielsweise als winzige Antennen fungieren.

Quanshui Zheng von der Tsinghua-Universität in Peking und Qing Jiang von der University of California in Riverside ließen sich von der experimentellen Arbeit zweier US-Kollegen inspirieren. John Cumings und Alex Zettl von der University of California in Berkeley hatten im vergangenen Jahr ein mehrwandiges Kohlenstoff-Nanoröhrchen geöffnet -- mehrwandige Röhrchen sind an den Enden meist mit halbkugelförmigen Kohlenstoffstrukturen verschlossen -- und die inneren Lagen mit einem Nanomanipulator herausgezogen. Als die Forscher das Röhrchen losließen, schnellte es wieder zurück an seinen Platz. Ursache dafür ist die Van-der-Waals-Kraft zwischen den einzelnen Lagen -- eine verhältnismäßig schwache Kraft mit kurzer Reichweite, die bewirkt, dass sich neutrale Atome oder Moleküle anziehen.

Die chinesischen Wissenschaftler berechneten nun, wie sich ein solches System verhält, wenn man beide Enden des Nanoröhrchen öffnet: Die inneren Röhrchen schwingen in der Kohlenstoffhülle wie ein Pendel hin und her -- ähnlich wie bei einem Federpendel, das mit einer Frequenz von bis zu einigen Gigahertz hin und her schwingt. (wst)