Physiker stellen den dünnsten Draht der Welt her

Die winzigen Drähte entstehen am Lehrstuhl von Prof. Ralph Claessen an der Universität Würzburg. "Wir dampfen Goldatome auf Plättchen aus Germanium auf, die einen Zentimeter lang und drei Millimeter breit sind. Das geschieht im Ultrahochvakuum bei 500 Grad Celsius", sagt Privatdozent Jörg Schäfer im Labor.

Dank eines ausgeklügelten Verfahrens können die Würzburger Physiker die Plättchen so bestücken, dass die Goldatome sich von ganz alleine zu geradlinigen, parallel verlaufenden Ketten anordnen: Fertig sind die Nanodrähte. Sie liegen weit genug voneinander entfernt, um sich nicht gegenseitig zu beeinflussen, was für ihre weitere Erforschung wichtig ist.

Die Nanodrähte bestehen aus einzelnen Atomen. Kleinere elektrische Leitungsbahnen kann man also prinzipiell nicht realisieren. Darum lassen sich aus den Nanodrähten vielleicht Bauelemente realisieren, die die Miniaturisierung von Computern an die Grenze treiben. Mit ihrer Arbeit später einmal den kleinsten Quantencomputer der Welt zu demonstrieren, diese Möglichkeit gefällt den Würzburger Physikern.

Derzeit aber benutzen sie die Nanodrähte vorrangig als atomare Spielwiese. "Wir können die Drähte an den Seiten um einzelne Goldatome erweitern. Oder gezielt Querbrücken zwischen ihnen schaffen. Und dann analysieren, wie sich dadurch die elektronischen Eigenschaften ändern", erläutert Professor Claessen.

Die Würzburger hoffen also, die elektrische Leitfähigkeit der Nanodrähte beeinflussen zu können. "Das ist mit zusätzlichen Atomen möglich. Über die Spitze eines Rastertunnelmikroskops kann man aber auch elektrische Ladung in einen Draht hineintupfen. So könnte es gelingen, ihn kontrolliert auszuschalten. Entfernt man das zusätzliche Atom oder lässt die störende Ladung abfließen, wäre der Draht wieder angeschaltet", sagt Schäfer. Falls das funktioniert, wäre schon einmal eine Grundvoraussetzung gegeben, um Nanodrähte als Bauteile für Quantencomputer verwenden zu können. (dsc)