Einer Gruppe von Wissenschaftlern der Wayne State University in Detroit ist es gelungen, winzige Halbleiterkristalle zu einem Gel zu verarbeiten. Die elektronischen und optischen Eigenschaften der Kristalle bleiben bei diesem Prozess erhalten, so dass das Gel unter Umständen zur Herstellung von flachen Bildschirmen oder anderen optoelektronischen Geräten eingesetzt werden könnte. Darüber berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin Science (Bd. 307, S. 397).
Ausgangspunkt des von Stephanie Brock und ihren Forscherkollegen entwickelten Verfahrens sind nur wenige Nanometer (Millionstel Millimeter) große Kristalle aus einer Verbindung von Metallen und Elementen der sechsten Gruppe des Periodensystems, etwa Schwefel oder Selen. Wenn die Oberflächen der Kristalle mit Schwefelgruppen versehen und daraufhin oxidiert werden, verklumpen die Kristalle zu einer gelartigen Masse. Diese kann dann mittels Kohlendioxid zu einer trockenen Substanz verfestigt werden.
Der so entstandene Feststoff weist eine Vielzahl winziger Poren mit nur wenigen Nanometern Durchmesser auf und wird in der Fachwelt als Aerogel bezeichnet. Er ist zum Großteil mit Luft durchsetzt und hat daher eine nur sehr geringe Dichte ? im Falle von Cadmiumsulfid-Kristallen beträgt sie etwa nur 1,4 Prozent der Dichte des gewöhnlichen Festkörpers.
Derartige Gelhalbleiter könnten sich aufgrund ihrer großen inneren Oberfläche ideal zur Herstellung von Sensoren oder anderen leichtgewichtigen elektronischen Bauteilen eignen. Bevor diese Vision in die Wirklichkeit umgesetzt werden kann, muss allerdings überprüft werden, ob sich die Gele auf einfache Art und Weise zu dünnen Filmen verarbeiten lassen. Dennoch stellt die Herstellung dieser ersten Aerogele aus Halbleitern schon jetzt einen großen Durchbruch in der Halbleiterelektronik dar.
Stefan Maier
