Herstellung molekularer elektronischer Bauteile auf der Subnano-Skala
Univ.-Prof. Dr. Angelika Kühnle ist mit ihrer Arbeitsgruppe am Institut für Physikalische Chemie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) an einem neuen EU-Projekt auf dem Gebiet der Informations- und Kommunikationstechnologie beteiligt. An dem Vorhaben mit der Bezeichnung „Planar Atomic and Molecular Scale Devices“ (PAMS) werden in den kommenden vier Jahren insgesamt acht Partner aus sechs verschiedenen Ländern mitarbeiten. Ziel ist es, die Herstellung von elektronischen Bauteilen, die auf einer Oberfläche aufgebracht werden, auf atomarer oder submolekularer Skala in wissenschaftlicher und technologischer Hinsicht zu erforschen. Die Arbeitsgruppe Kühnle erhält hierfür aus Mitteln des 7. EU-Forschungsrahmenprogramms rund 700.000 Euro.
Das PAMS-Projekt wird planare elektronische Bauteile in einer Größenordnung herstellen, die noch unter der Nanoebene liegt, also im atomaren Bereich. Dazu sollen existierende Instrumente weiterentwickelt werden, um Bausteine wie Nanodrähte und Nanopads bei niederen Temperaturen zu verbinden und zu manipulieren. Eines der zentralen Ziele des Forschungsprojekts ist es, die elektronischen Strukturen dieser Nanodrähte und der Kontakte zwischen den unterschiedlichen Komponenten zu verstehen und zu optimieren.
Die Mainzer Wissenschaftler beteiligen sich mit der Synthese von maßgeschneiderten molekularen Bauteilen. „Wir werden molekulare Strukturen auf Oberflächen herstellen, die zum Beispiel als molekulare Drähte Einsatz finden sollen. Wichtig ist dafür, dass diese Strukturen direkt auf einer elektrisch nichtleitenden oder halbleitenden Trägerschicht synthetisiert werden“, erklärt Kühnle. „Dazu werden unsere Kooperationspartner maßgeschneiderte Vorläufermoleküle mit klar definierten Eigenschaften synthetisieren.“ Die Vorläufermoleküle werden unter kontrollierten Bedingungen im Ultrahochvakuum auf isolierende oder halbleitende Oberflächen aufgebracht. Dann werden die Vorläufermoleküle an der Oberfläche beispielsweise durch Heizen oder Bestrahlung mit Licht aktiviert. Dies soll eine Reaktion in Gang setzen, die die Moleküle verbindet und dadurch bewirkt, dass die Moleküle auf der Oberfläche zu einem stabilen, verknüpften molekularen Baustein zusammenwachsen.
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