Eindimensionale Nanobauelemente: Herstellung und Elektronentransport enträtseln
Um es auf einen Punkt zu bringen: Die Nanotechnologie boomt. Und sie ist für die Elektronikindustrie von besonderer Bedeutung, da die Kombination aus reduzierter Bauelementgröße und den verbesserten Eigenschaften nanoskaliger Strukturen im Vergleich zu ihren Pendants aus größeren Materialien sie besonders attraktiv macht. Die neuesten Entdeckungen eindimensionaler (1D) Nanomaterialien wie beispielsweise der Kohlenstoffnanoröhren und der Halbleiter-/Metall-Nanodrähte resultierten in einer wahren Flutwelle von Experimenten, die viele einzigartige Quantenphänomene im Zusammenhang mit der Einschränkung von Elektronen in engen Räumen vorführten. Will man das Potenzial von Nanomaterialien ausnutzen, so sind sowohl ein besseres Verständnis der Eigenschaften im Nanobereich als auch geeignete anpassbare Nanofertigungsverfahren erforderlich. Im Rahmen des ULTRA-1D-Projekts ("Experimental and theoretical investigation of electron transport in ultra-narrow 1-dimensional nanostructures") finanzierte europäische Forscher wollten neue Methoden der Mikrofertigung hochmoderner 1D-Objekte in der Größenordnung von 10 Nanometern (nm) entwickeln sowie Untersuchungen durchführen, die zur Aufklärung der Elektronentransportmechanismen in diesen Objekten beitragen. Die Forscher konzentrierten sich insbesondere auf drei verschiedene Nanofertigungstechniken für metallische Systeme: hochauflösende Elektronenstrahllithographie, elektrochemisches Wachsen ultradünner Nanodrähte und Plasmaätzen vorgefertigter eindimensionaler Objekte. Die Untersuchungen zum Thema Elektronentransport konzentrierten sich auf das Verständnis der grundlegenden größenbedingten Grenzen, wegen denen der Elektronentransport qualitativ ähnlich wie in Makrostrukturen abläuft, sowie auf die Erkundung neuer Phänomene, die unterhalb der Grenzbereiche auftauchen. Das ULTRA-1D-Konsortium stellte eine Vielzahl neuartiger eindimensionaler Systeme her, darunter ein transistorähnliches Bauelement auf Basis einer einwandigen Kohlenstoffnanoröhre. Die kommerzielle Nutzung der ULTRA-1D-Technologie und von Bauelementen dieser Art wird dazu beitragen, den europäischen Elektroniksektor im rasant wachsenden Bereich der Nanofertigung und im Bereich neuartiger eindimensionaler Nanomaterialien in führender Position zu platzieren.
