Elektron legt atomaren Schalter um

Einzelne Elektronen aus der Abtastspitze eines Rastertunnelmikroskops können Atome in einer Nanostruktur dazu veranlassen, von einer Position in eine andere zu springen. Das zeigen amerikanische Forscher in einer jetzt im Fachblatt "Science" veröffentlichten Arbeit. Die Entdeckung könnte dabei helfen, atomare Schalter für nanotechnologische Anwendungen zu entwickeln.

atomarer Schalter
atomarer Schalter

Gaithersburg (USA) - "Atomare Schalter sind immer noch Zukunftsmusik, aber wir sind ihrer Realisierung einen Schritt näher gekommen", so Joseph Strocio, der das Forscherteam vom National Institute of Standards and Technology leitet. Seiner Ansicht nach könnte die Entdeckung auch Möglichkeiten zur Nanofabrikation von neuartigen Halbleiterelementen eröffnen, bei der sich elektronische Bausteine Atom für Atom aufbauen ließen.

Die Forscher um Strocio nutzten ein spezielles Rastertunnelmikroskop, dessen Abtastspitze Elektronen aussendet, um einzelne Atome auf einem Kupferträger zu manipulieren. Atom für Atom konstruierten sie eine molekulare Kette aus einem Kobalt- und mehreren Kupferatomen. Dann schossen sie mit dem Rastertunnelmikroskop einzelne Elektronen auf diese Struktur.

Oberhalb einer Energie von 15 bis 20 Millivolt regten die Elektronen das Kobaltatom zu einem Sprung in eine neue Position in der molekularen Struktur an. Die Wahrscheinlichkeit für den Übergang hing dabei von der Länge der molekularen Struktur ab: Je mehr Kupferatome die Forscher an das Kobaltatom anlagerten, umso schwerfälliger wurde der atomare Schalter. Nach Ansicht von Strocio und seinen Kollegen demonstriert dies, dass sich die Eigenschaften atomarer Schalter über ihre molekulare Architektur steuern lassen. (