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Flexible Molekulardrähte in Graz entwickelt

Drähte im Nanometerbereich können als extrem miniaturisierte "Kabel" in Computern und sonstigen elektronischen Schaltungen der Nanotechnologie eingesetzt werden. "Wir versuchen, die elektronischen Funktionen in einzelne Moleküle zu packen", schilderte Leonhard Grill vom Institut für Chemie der Universität Graz. Die Elektronik der Zukunft könnte mit Molekülen rechnen. Die Herstellung von flexiblen molekularen Drähten mit hoher Leitfähigkeit und die anschließende Charakterisierung auf der Ebene einzelner Moleküle sei allerdings eine große Herausforderung, wie in einer Aussendung der Universität Graz festgehalten wurde.

Sehr leitfähig und hoch biegsam

Grill hat mit seiner Arbeitsgruppe schon verschiedene funktionale Moleküle, die als Schalter oder winzige Leiterbahnen eingesetzt werden können, analysiert und deren Eigenschaften genauestens vermessen. Durch die Verwendung einer speziellen chemischen Zusammensetzung gelang es den Forschern diese speziellen flexiblen molekularen Drähte herzustellen, die sich durch hohe Leitfähigkeit und zugleich Biegsamkeit auszeichnen. Das Experiment wurde in Kooperation mit Kollegen der Berliner Humboldt-Universität und dem französischen Center National de la Recherche Scientifique in Toulouse ausgeführt.

Um die Messungen durchführen zu können, haben die Forscher Polymerketten auf einer Goldoberfläche zusammengebaut. Anschließend wurde ein einzelner Draht mit einer sehr feinen Metallspitze von der Goldoberfläche hochgezogen. Dabei konnten unterschiedliche Kräfte beobachtet werden: "In diesem anspruchsvollen Experiment lassen sich sowohl die elektronischen als auch die mechanischen Eigenschaften in Echtzeit bestimmen", erläuterte Team-Mitarbeiter Christophe Nacci. Die Ergebnisse waren überzeugend und sollen nun laut den Grazer Wissenschaftern neuartige Designs molekularer Drähte vorantreiben.

Service: C. Nacci, F. Ample, S. Hecht, C. Joachim und L. Grill: "Conductance of a single flexible molecular wire composed of alternating donor and acceptor units", Nature Communications 6/ 7397, 2015

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