Rumpelstil
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Träume sind aus Kohlenstoff gemacht
18.08.2011 um 23:11"Man nehme Graphit – etwa ein Stückchen Bleistiftmine, drücke das auf einen Klebestreifen und ziehe es wieder ab. Dann drücke man den Streifen mit den anhaftenden Graphitpartikeln immer wieder auf eine glatte Oberfläche. So einfach kommt man zu Graphen (gesprochen „Gra-'Feen“) – einem Molekül, um das es einen Riesenrummel gibt. Spätestens seit 2010 die Russen Andre Geim und Konstantin Novoselov, Erfinder des (in Wahrheit komplizierteren) Klebeband-Tricks, dafür den Physik-Nobelpreis erhielten. Beide sind inzwischen Professoren der britischen Universität Manchester.
In vielen Forschungslabors wird mit Graphen experimentiert. Es ist hauchfein und dennoch reißfester als Stahl, dicht und dennoch durchsichtig. „Das Besondere an Graphen ist, dass es sich um eine atomar dünne Schicht Kohlenstoff handelt“, präzisiert Thomas Michely, Professor für Experimentalphysik an der Universität Köln. Diese könne man sich am besten als Kaninchendraht mit hexagonalen Waben vorstellen: „In jeder Ecke sitzt ein Kohlenstoff-Atom, das drei Ärmchen hat und sich mit seinen Nachbarn verbindet.“
In einem Stück Graphit von einem Millimeter Dicke sind drei Millionen Lagen Graphen übereinander gestapelt. Das Kunststück war also, sie als Monolayer oder Einzellagen sauber voneinander zu trennen.
Doch nicht allein dafür kamen Greim und Novoselov zu Nobel-Ehren. Das Duo demonstrierte auch, dass Graphen erstaunliche Eigenschaften als Stromleiter besitzt. Es lässt sich praktisch fehlerfrei herstellen – wegen der starken Bindung der Kohlenstoff-Atome untereinander. „Das Material ist so perfekt, dass die Elektronen salopp gesagt unglaublich weit fliegen, bevor sie gestreut werden“, begeistert sich Michely. Diese hohe Mobilität sei ein Gütemerkmal für Materialien in der Halbleiter-Elektronik.
In diese Richtung geht es nun auch mit den denkbar dünnen Kristallfilmen. Laut dem Kölner Physiker entwickelt IBM momentan Höchstfrequenz-Transistoren für Computer-Chips auf Basis von Graphen, die schneller seien als bisherige aus Silizium. Der koreanische Konzern Samsung teste derweil transparente Graphen-Elektroden für Touchscreens und Flachbildschirme. „Die werden zur Zeit aus Indium-Zinnoxid gemacht, einem sehr teuren Material“, so Michely. Elektroden aus den Kohlenstoff-Einzellagen wären eine wesentlich billigere Alternative.
Praktische Anwendungen für das Molekül mit der Kaninchendraht-Kontur scheinen also nicht mehr weit. Laut Michely „gehen viele Firmen mit viel Geld und viel Personal“ in die Forschung. Vielleicht kommen Computer-Chips ja schon bald nicht mehr aus Silicon, sondern aus Graphene Valley."
Aus Echo 10. Mai 2011
http://www.echo-online.de/ratgeber/wissenschaftundtechnik/Super-Drahtgewebe-aus-Kohlenstoff;art478,1830526
In vielen Forschungslabors wird mit Graphen experimentiert. Es ist hauchfein und dennoch reißfester als Stahl, dicht und dennoch durchsichtig. „Das Besondere an Graphen ist, dass es sich um eine atomar dünne Schicht Kohlenstoff handelt“, präzisiert Thomas Michely, Professor für Experimentalphysik an der Universität Köln. Diese könne man sich am besten als Kaninchendraht mit hexagonalen Waben vorstellen: „In jeder Ecke sitzt ein Kohlenstoff-Atom, das drei Ärmchen hat und sich mit seinen Nachbarn verbindet.“
In einem Stück Graphit von einem Millimeter Dicke sind drei Millionen Lagen Graphen übereinander gestapelt. Das Kunststück war also, sie als Monolayer oder Einzellagen sauber voneinander zu trennen.
Doch nicht allein dafür kamen Greim und Novoselov zu Nobel-Ehren. Das Duo demonstrierte auch, dass Graphen erstaunliche Eigenschaften als Stromleiter besitzt. Es lässt sich praktisch fehlerfrei herstellen – wegen der starken Bindung der Kohlenstoff-Atome untereinander. „Das Material ist so perfekt, dass die Elektronen salopp gesagt unglaublich weit fliegen, bevor sie gestreut werden“, begeistert sich Michely. Diese hohe Mobilität sei ein Gütemerkmal für Materialien in der Halbleiter-Elektronik.
In diese Richtung geht es nun auch mit den denkbar dünnen Kristallfilmen. Laut dem Kölner Physiker entwickelt IBM momentan Höchstfrequenz-Transistoren für Computer-Chips auf Basis von Graphen, die schneller seien als bisherige aus Silizium. Der koreanische Konzern Samsung teste derweil transparente Graphen-Elektroden für Touchscreens und Flachbildschirme. „Die werden zur Zeit aus Indium-Zinnoxid gemacht, einem sehr teuren Material“, so Michely. Elektroden aus den Kohlenstoff-Einzellagen wären eine wesentlich billigere Alternative.
Praktische Anwendungen für das Molekül mit der Kaninchendraht-Kontur scheinen also nicht mehr weit. Laut Michely „gehen viele Firmen mit viel Geld und viel Personal“ in die Forschung. Vielleicht kommen Computer-Chips ja schon bald nicht mehr aus Silicon, sondern aus Graphene Valley."
Aus Echo 10. Mai 2011