Kohlenstoff-Nanoröhren Nanoröhren in Streifen gelegt

Mit dünnen Schichten aus Kohlenstoff-Nanoröhren lassen sich neue Technologien realisieren. Würzburger Forscher haben ein Verfahren unter die Lupe genommen, mit dem solche Schichten hergestellt werden – und neue Erkenntnisse gewonnen.

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Würzburg – Einige technische Neuerungen der jüngsten Zeit beruhen auf dem Einsatz von dünnen Schichten aus Kohlenstoff-Nanoröhren. So haben Wissenschaftler der Universität Stanford (USA) 2013 den Prototypen eines Computers vorgestellt, dessen elektronische Komponenten nicht auf Silizium basieren, sondern auf Kohlenstoff-Nanoröhren. Auch in den Displays von Smartphones kommen Nanoröhren teilweise schon zum Einsatz – als kostengünstigere Alternative zu den bislang üblichen Indium-Zinn-Oxiden.

Dünne Schichten aus Kohlenstoff-Nanoröhren lassen sich mit verschiedenen Methoden erzeugen. „Dabei ist es sehr wichtig, die Herstellung der Schichten genau steuern zu können, um die gewünschten Strukturen und Eigenschaften zu erreichen“, sagt Professor Tobias Hertel von der Universität Würzburg. Seine Arbeitsgruppe am Institut für Physikalische und Theoretische Chemie hat dazu jetzt neue Erkenntnisse gewonnen.

Horizontale Abscheidung von Kohlenstoff-Nanoröhren

Das Team um Tobias Hertel hat sich mit der Technik der horizontalen Abscheidung befasst. Dabei setzen sich die Nanoröhren aus einer verdampfenden Flüssigkeit heraus auf einer Oberfläche ab. „Dieses Verfahren nutzt Selbstorganisationsphänomene der Nanoröhren“, erklärt der Professor, „es ermöglicht zum Beispiel die Herstellung dünnster Schichten, in denen alle Nanoröhren mit der gleichen Ausrichtung angeordnet sind.“

Mit dieser Technik können auch Schichten erzeugt werden, in denen sich die Nanoröhren zu regelmäßigen Streifenmustern mit Dimensionen im Mikrometerbereich arrangieren. „Dieser Effekt ähnelt sehr der Bildung von Kaffeeablagerungen und wird daher gelegentlich auch als Kaffee-Fleck-Phänomen bezeichnet“, so Hertel. Die so entstehenden Schichten eignen sich hervorragend zur Herstellung nanorohrbasierter Transistoren. Bislang allerdings sei unklar gewesen, wie sich die regelmäßigen Streifen bilden und wie sich dieser Prozess kontrollieren lässt. Dank der Forschung der Würzburger Wissenschaftler hat sich das nun geändert.

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