Die Erwartungen an die Nanotechnologie sind ebenso groß wie die Hürden, die für den Bau neuer Nanostrukturen überwunden werden müssen. Doch schwedische Physiker haben nun eine pfiffige Methode entwickelt, mit der sie filigrane Nanodrähte zu komplexen, verzweigten Strukturen verbinden können, die winzigen Bäumen ähneln. Auf Basis dieser dreidimensionalen Nanobäume aus Halbleitern wie Gallium- oder Indiumphosphid sollen in Zukunft leistungsfähigere, elektronische Schaltkreisen oder Solarzellen mit höherer Stromausbeute entstehen, hoffen die Forscher. Sie beschreiben ihre Versuche im Fachblatt Nature Materials (Online-Vorabveröffentlichung, DOI:10.1038/nmat1133).
“Die Möglichkeit, immer komplexere Strukturen zu bilden, öffnet die Tür zu dreidimensionalen Materialien mit einzigartigen Eigenschaften”, berichten Lars Samuelson und seine Kollegen von der Universität im schwedischen Lund. Um die Nanobäume zu züchten, verdampften die Forscher das entsprechende Halbleitermaterial in einer heißen Atmosphäre. Winzige Goldkörnchen dienten dann als Keimzellen für das Wachstum der verzweigten Struktur. Dabei wächst an den Goldpartikeln zunächst ein “Stamm” des zukünftigen Nanobaums heran. Wenn die gewünschte Länge erreicht ist, deponieren die Nanoforscher eine zweite Lage von Goldpartikeln auf diesem Stamm. Daran setzt abermals das Wachstum filigraner Nanodrähte an, so dass nach und nach ein beliebiges Netzwerk von dicken und dünnen Nanoästen herangezüchtet wird.
Die verzweigten Strukturen könnten wegen ihrer halbleitenden Eigenschaften direkt für nanostrukturierte, elektronische Schaltkreise verwendet werden. Doch in einem nächsten Schritt wollen Samuelson und sein Team sogar “Blätter” mit speziellen Funktionen an ihre Nanobäume knüpfen. Lichteinfangende Moleküle könnten so hoch effiziente Solarzellen mit bisher unerreichten Wirkungsgraden ermöglichen. Je nach den Eigenschaften dieser Nanoblätter könnten sie aber auch als empfindliche Nanosensoren eingesetzt werden. Mit Materialien, die über einen elektrischen Strom zum Leuchten angeregt werden können, denken die Forscher sogar an ein Netzwerk von Leuchtdioden, das eher an einen hell erstrahlenden Nanoweihnachtsbaum erinnern könnte.
Jan Oliver Löfken
