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Freitag, 10.02.2012

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Das Wichtigste in Kürze

In ihrer einfachsten Form sind die Nanotubes einwandige, hohle Röhren aus Kohlenstoff, die bis 50 Nanometer Durchmesser, aber bis zu mehreren Millimetern Länge erreichen können. Ihre Wände bestehen aus sechseckigen Kohlenstoffringen, die ähnlich wie im Graphit miteinander verbundenen sind und deren Muster einem Maschendrahtzaun ähnelt.

Je nach Größe, Struktur und Form können Nanoröhrchen sich metallisch oder aber Halbleiter-ähnlich verhalten – genau diese Vielseitigkeit macht sie so reizvoll. Doch mit den heute gängigen Produktionsverfahren lässt sich immer nur Mischungen beider Typen herstellen. Wissenschaftler haben jedoch auch hier bereits erste experimentelle Methoden in petto.

Inzwischen ist „Nanoröhrchen“ längst nicht mehr gleichbedeutend mit einer reinen Kohlenstoffstruktur. Wissenschaftler in aller Welt haben Möglichkeiten entwickelt, um die Grundstruktur so abzuwandeln, dass auch Metallatome oder andere Verbindungen mit eingebaut werden.

Noch ist strittig, ob es viel sinnvoll ist, einfach die Silizium-Bauteile bisheriger Technologie durch Nanotube-Komponenten zu ersetzen, oder ob ein völlig neues Konzept entwickelt werden muss. IBM ging den ersten Weg und baute ein Nanokarbonröhrchen als Kanal in einen ansonsten herkömmlichen Transistor ein.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung in Stuttgart haben bereits einen All-Carbon-Transistor entwickelt, bei dem nicht nur der leitende Kanal aus einem Nanoröhrchen besteht, sondern auch die so genannte Gate-Elektrode.

Forschern des Chip-Herstellers Infineon gelang es, metallische Nanoröhrchen in Siliziumchips so einzubauen, dass sie senkrecht aus diesen herausragen. Zukünftig könnten sie die herkömmlichen chipinternen Leiterbahnen aus Kupfer zwischen verschiedenen Stockwerken des Chips ersetzen.

Wissenschaftler experimentieren auch schon mit verzweigten, mehrwandigen oder auch gefüllten Röhrchen. Eine erste Transistor-ähnliche Struktur mithilfe von gegabelten Nanoröhrchen haben im Sommer 2006 amerikanische Forscher hergestellt.

Eine besondere Art gefüllter Nanoröhrchen haben Stuttgarter Max-Planck-Forscher erzeugt. Die so genannten „Peapods“ bestehen aus einem Nanoröhrchen, in denen mehrere kugelige Kohlenstoffmoleküle nebeneinander liegen wie Erbsen in einer Schote. Diese „Erbsen“ wiederum dienen ihrerseits wieder als Käfige für Metallatome.

Nicht nur die gezielte Beeinflussung der Eigenschaften der winzigen Röhrchen ist noch im Versuchsstadium, auch an Verfahren, um sie in bestimmten Strukturen anzuordnen wird noch intensiv geforscht. Eine verblüffend simpel erscheinende Technik entwickelten amerikanische Forscher: Sie druckten das gewünschte Muster einfach mit „Nanoröhrchen-Tinte“ aus.

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Stand 26.01.2007

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