Wenn winzig kleine Fußbälle aus Kohlenstoff in einer Reihe angeordnet und mit energiereichen Elektronen bombardiert werden, verschmelzen sie zu einem Leiter. Dies haben mexikanische Forscher anhand von Computersimulationen und Experimenten herausgefunden. Die nur etwa einen Nanometer Durchmesser aufweisenden Kohlenstoffbälle wurden dazu zunächst in eine Kohlenstoffnanoröhre gebracht und somit in einer geraden Linie angeordnet. Über ihre Versuche werden die Wissenschaftler in einer kommenden Ausgabe des Fachblatts Nano Letters berichten.
Mauricio Terrones und seine Kollegen vom Potosino Institut in San Luis Potosí hoffen, dass ihre Methode in Zukunft zur Herstellung von Leiterdrähten mit Durchmessern von nur einem Nanometer (Millionstel Millimeter) führen wird. In ihrem Experiment füllten die Forscher zunächst eine Kohlenstoffnanoröhre mit einem Durchmesser von etwas über einem Nanometer mit Kohlenstoffkäfigen, so genannten Fullerenen. Dazu mussten die Fullerene nur zusammen mit den Nanoröhren erhitzt werden ? sie wanderten dann in die passgenauen Röhren hinein und ordneten sich dort in einer Reihe an.
Die Forscher schossen nun einen Elektronenstrahl auf die gefüllten Röhren und beobachten die Position und den Aufbau der Fullerene gleichzeitig mit einem Transmissionselektronenmikroskop. Dabei stellten sie fest, dass die Fullerene ab einer bestimmten Energie des Elektronenstrahls zu verschmelzen begannen, so dass sich ein rauer Leiterdraht innerhalb der Röhre ausbildete.
Computersimulationen ergaben, dass das Verschmelzen durch Aufbrechen der Kohlenstoffbindungen zweier benachbarter Käfige ausgelöst wird. In dem Experiment wurde die nötige Energie durch den Elektronenbeschuss zugeführt. Terrones meint allerdings, dass die Verschmelzung auch durch Erwärmung der Röhren auf mehrere Tausend Grad Celsius eingeleitet werden könnte.
Den Forschern zu Folge hängen die elektrischen Eigenschaften des so entstandenen Nanoleiters von der Art und Weise ab, wie die Fullerene miteinander verschmelzen. Die neue Methode könnte daher sowohl zur Herstellung metallischer als auch halbleitender Nanodrähte eingesetzt werden.
Stefan Maier
