Die Suche nach dem Baukasten

Tatsächlich: Heute versuchen Nanotechnologen auch an der Empa durch den Zusammenbau geeigneter Moleküle elektronische Bauelemente zu realisieren. Sie forschen nach dem künftigen Baukasten an Nanoelementen. In Zukunft sollen bis zu 109 Transistoren auf einem Quadratzentimeter Platz finden. Das ist mehr als das 1000fache als auf einem heutigen Pentium-4-Prozessor. Um diese enorme Dichte zu erzielen, wird der Ansatz der molekularen Selbstorganisation verfolgt. Das heisst: Elektronische Schaltkreise bauen sich aus einer Vielzahl von Molekülen unter geeigneten Bedingungen spontan zusammen.

Mit Kohlenstoffatomen zu Schaltkreisen

Das Konzept ist der Natur abgeschaut, welche mit Hilfe einiger weniger molekularer Bausteine, den Aminosäuren, die unglaubliche Vielfalt an Lebensformen entwickelt hat. Derzeit wird an der Empa nach geeigneten Bausteinen für die molekulare Elektronik gefahndet. Die Abteilung nanotech@surfaces in Thun forscht zum Beispiel am elektronischen Schalter der Zukunft. Als zentrales Element dieses Transistors dient dabei ein scheibenähnliches Molekül aus 42 Kohlenstoffatomen, das so genannte Hexabenzocoronen (HBC), welches, gesteuert über ein einzelnes Elektron, in den Ein- oder Aus-Zustand versetzt werden soll. Erforscht wird zudem, ob dieses Molekül bei geeigneter chemischer Funktionalisierung mit anderen Molekülen zusammen selbstorganisierend komplexe supramolekulare Strukturen bilden kann. Es ist der Forschung bislang in einzelnen Fällen gelungen zu zeigen, dass eine derartige Technologie grundsätzlich möglich ist. Sie ist aber noch weit davon entfernt, die damit verbundenen Phänomene und Prozesse grundlegend zu verstehen.

Ansprechperson

Dr. Pierangelo Gröning, Abt. nanotech@surfaces, Tel. +41 33 228 52 15, E-mail: pierangelo.groening@empa.ch

P. Ruffieux, P. Gröning, et al.: Supramolecular columns of hexabenzocoronenes on the copper and gold (111) surface. Phys. Rev. B 66, 073409 (2002)