Wissenschaftler der Universität von Kalifornien in San Diego haben einen nur wenige Millionstel Millimeter kleinen Schalter aus Kohlenstoffnanoröhren hergestellt. Der Schalter gleicht einer Weggabelung aus drei in Form eines ?Y? angeordneten Nanoröhren. Wenn an einen der Arme der Gabelung eine Spannung angelegt wird, lässt sich der Fluss eines elektrischen Stroms durch die anderen beide Arme ein- und ausschalten.
Der Materialwissenschaftler Prabhakar Bandaru und seine Kollegen stellten in ihrem Experiment zunächst eine Vielzahl der ?Y?-förmigen Röhrenanordnungen her. Dazu wurde das Wachstum geradliniger Röhren durch Nanopartikel einer Legierung aus Eisen und Titan gestört. Wenn sich ein derartiges Teilchen nämlich an die Wand einer Röhre anlagert, wirkt es gewissermaßen als ein Katalysator für das Wachstum einer weiteren Röhre, die sich von der ursprünglichen abgabelt.
Auf diese Weise konnten die Forscher Transistoren gleichende Strukturen mit jeweils drei Armen herstellen. Ein durch zwei dieser Arme fließender Strom konnte daraufhin durch eine an den dritten Arm angelegte Spannung kontrolliert werden. Der somit hergestellte Transistor glich dabei einem perfekten Schalter – der Strom ließ sich durch die Kontrollspannung zwischen Null und seinem Maximalwert hin- und herschalten.
Die Forscher glauben, dass ihre Schalter künftig als Transistoren in Mikrochips aus Kohlenstoffnanoröhren eingesetzt werden könnten, die viel kleiner als die derzeit verwendeten Chips aus Silizium sein werden. Sie wollen nun mittels neuer Katalysatorteilchen noch kompliziertere Röhrenstrukturen herstellen, um komplexere logische Funktionen durchführen zu können.
Nature Materials (Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1038/nmat1450)
Stefan Maier
