Die Synthese des Nanodrahtes geschieht in einer katalytischen Reaktion in einer Atmosphäre aus verdampften Halbleitern. An der Spitze des Drahtes befindet sich eine kleine Goldkugel, die als Katalysator für dessen Wachstum dient: Der Halbleiterdampf scheidet sich an der Goldkugel ab: Der Draht beginnt zu wachsen. In ihrem Experiment änderten die Wissenschaftler nun die chemische Zusammensetzung dieses Halbleiterdampfes in periodischer Folge. Dies führte somit zur Ausbildung eines Nanodrahtes aus sich abwechselnden unterschiedlichen Halbleiterstoffen.
Diese Methode zur Herstellung eines zusammengesetzten Nanoleiters ermöglicht nun eine ganze Reihe von technischen Anwendungen. In ihrer Arbeit zeigen die Forscher etwa die Herstellung einer “Nano-Diode” auf: Diese besteht aus einem in zwei Abschnitte eingeteilten Nanoleiter aus Silizium. Beide Abschnitte sind mit unterschiedlichen Fremdatomen versetzt, so dass eine Seite des Nanoleiters einen Überschuss an Elektronen, die andere einen Überschuss an Löchern (positiven Elementarladungen) aufweist. Dieser sogenannte p-n-Übergang ist nichts anderes als ein Gleichrichter im Nanometerbereich ? er lässt Strom nur in eine Richtung durch den Nanoleiter fließen.
Als eine weitere interessante Anwendung stellen die Forscher auch eine aus einem Nanoleiter hergestellte Leuchtdiode (LED für light emitting diode) vor. Diese Nanolichtquelle ist so klein, dass sie mit hoher Wahrscheinlichkeit nur einzelne Photonen aussendet. Derartige Ein-Photonen-Lichtquellen sind von großem Interesse für die Erforschung von Quantencomputern.
Die hier beschriebene Arbeit stellt einen wichtigen Schritt hin zu einer weiteren Miniaturisierung von optoelektronischen Schaltkreisen dar. Ziel ist ein optisch-elektronischer Chip, dessen Bauteile Abmessungen von nur wenigen Nanometern aufweisen. Der Weg dahin ist zwar noch lang ? doch wird schon immer deutlicher, wie derartige Schaltkreise aussehen könnten.
