Winzige Röhrchen aus Kohlenstoff, kaum mehr als einen Nanometer dick - zurzeit gelten sie als die vielleicht viel versprechendsten Bausteine für die Nanotechnologie. Winzige elektronische Schaltkreise kann man schon aus ihnen bauen, zumindest im Labor. Jim Misewich und seinen Kollegen vom Brookhaven National Laboratory im Bundesstaat New York ist jetzt noch etwas anderes gelungen:
Wir haben entdeckt, dass ein einzelnes Nanoröhrchen Licht aussenden kann. Der Trick dabei war, dass wir das Röhrchen so in einen Transistor eingebaut haben, dass wir gleichzeitig Elektronen und Löcher hineinschicken können. Elektronen sind ja bekanntlich negativ geladen. Löcher hingegen tragen eine positive Ladung. Wenn nun ein Elektron auf ein Loch trifft, dann verschmelzen beide miteinander und senden Licht aus.
Mit anderen Worten: Misewich und Co. haben eine Lampe gebaut, die man wie eine Glühbirne mit einem Stromschalter ein- und ausschalten kann. Mit dem kleinen Unterschied, dass die Lampe aus Brookhaven gerade mal ein paar Nanometer misst.
Und das macht sie zur kleinsten strombetriebenen Lampe der Welt. Sie gibt kein sichtbares Licht, sondern leuchtet infrarot - und zwar genau in dem Bereich, der für die Glasfaserkommunikation interessant ist. Da sie so winzig und kompakt ist, könnte man sich vorstellen, diese Art von Lampe in optoelektronischen Schaltkreisen einzusetzen, sagt Misewich. Dadurch könnte man die Rechengeschwindigkeit von Computern womöglich drastisch steigern.
Vielleicht gelingt es eines Tages auch, den Nanolampen sichtbares Licht zu entlocken - was sie dann für die Bildschirmtechnik interessant machen würde. Zuvor aber haben Misewich und seine Leute noch einiges an Grundlagenarbeit zu erledigen. Gemeinsam mit dem Computerkonzern IBM wollen sie vor allem die Lichtausbeute der leuchtenden Winzlinge steigern.
Etwas fürs Guinessbuch der Rekorde ist auch das Gebilde, das Physiker von der kalifornischen Berkeley-Universität entwickelt haben. Es ist der kleinste Motor der Welt. Ebenso wie die Nanolampe basiert er auf Nanoröhrchen aus Kohlenstoff. Bei ihm aber sind mehrere dieser Röhrchen ineinander verschachtelt. Berkeley-Physiker Adam Fennimore:
Wir haben ein kleines, rechteckiges Plättchen aus Gold. Es ist nur 200 Nanometer lang, das sind 200 Millionstel Millimeter. Dieses Plättchen haben wir an der äußeren Hülle des Nanoröhrchens befestigt. Das Entscheidende: Diese äußere Hülle kann sich um ein inneres Röhrchen drehen. Und damit rotiert auch das Goldplättchen.
Im Prinzip sieht das Ganze so aus, als hätte man einen dünnen Strohhalm in einen dicken geschoben. Dann klebt man den dünnen Halm zwischen zwei Halterungen fest. Jetzt stellt er eine Art Achse für den dicken Halm dar. Der dicke Strohhalm lässt also sich um den dünnen drehen. Das Motörchen von Fennimore und seine Kollegen ist mit seinen 200 Nanometern derart winzig, dass man es mit einem herkömmlichen Lichtmikroskop nicht mehr sehen kann. Dazu braucht es ein Spezialgerät, ein Rasterelektronenmikroskop. Und was bringt das Maschinchen zum Rotieren? Fennimore:
Er wird elektrisch betrieben. Man kann also einfach eine Batterie anschließen, und schon beginnt er sich zu drehen.
Das Prinzip funktioniert, das haben die Forscher mit ihrem Nano-Spielzeug bewiesen. Ob sich damit eines Tages etwas anfangen lässt, da übt sich Adam Fennimore noch in Zurückhaltung:
Wenn wir mechanische Bauteile immer kleiner machen, dann könnten wir auch derart winzige Motoren brauchen - sei es als schneller optischer Schalter, oder als Pumpe für winzigste Flüssigkeitsmengen. Aber was man genau damit anfangen kann, das muss man erst noch mal sehen.
Wir haben entdeckt, dass ein einzelnes Nanoröhrchen Licht aussenden kann. Der Trick dabei war, dass wir das Röhrchen so in einen Transistor eingebaut haben, dass wir gleichzeitig Elektronen und Löcher hineinschicken können. Elektronen sind ja bekanntlich negativ geladen. Löcher hingegen tragen eine positive Ladung. Wenn nun ein Elektron auf ein Loch trifft, dann verschmelzen beide miteinander und senden Licht aus.
Mit anderen Worten: Misewich und Co. haben eine Lampe gebaut, die man wie eine Glühbirne mit einem Stromschalter ein- und ausschalten kann. Mit dem kleinen Unterschied, dass die Lampe aus Brookhaven gerade mal ein paar Nanometer misst.
Und das macht sie zur kleinsten strombetriebenen Lampe der Welt. Sie gibt kein sichtbares Licht, sondern leuchtet infrarot - und zwar genau in dem Bereich, der für die Glasfaserkommunikation interessant ist. Da sie so winzig und kompakt ist, könnte man sich vorstellen, diese Art von Lampe in optoelektronischen Schaltkreisen einzusetzen, sagt Misewich. Dadurch könnte man die Rechengeschwindigkeit von Computern womöglich drastisch steigern.
Vielleicht gelingt es eines Tages auch, den Nanolampen sichtbares Licht zu entlocken - was sie dann für die Bildschirmtechnik interessant machen würde. Zuvor aber haben Misewich und seine Leute noch einiges an Grundlagenarbeit zu erledigen. Gemeinsam mit dem Computerkonzern IBM wollen sie vor allem die Lichtausbeute der leuchtenden Winzlinge steigern.
Etwas fürs Guinessbuch der Rekorde ist auch das Gebilde, das Physiker von der kalifornischen Berkeley-Universität entwickelt haben. Es ist der kleinste Motor der Welt. Ebenso wie die Nanolampe basiert er auf Nanoröhrchen aus Kohlenstoff. Bei ihm aber sind mehrere dieser Röhrchen ineinander verschachtelt. Berkeley-Physiker Adam Fennimore:
Wir haben ein kleines, rechteckiges Plättchen aus Gold. Es ist nur 200 Nanometer lang, das sind 200 Millionstel Millimeter. Dieses Plättchen haben wir an der äußeren Hülle des Nanoröhrchens befestigt. Das Entscheidende: Diese äußere Hülle kann sich um ein inneres Röhrchen drehen. Und damit rotiert auch das Goldplättchen.
Im Prinzip sieht das Ganze so aus, als hätte man einen dünnen Strohhalm in einen dicken geschoben. Dann klebt man den dünnen Halm zwischen zwei Halterungen fest. Jetzt stellt er eine Art Achse für den dicken Halm dar. Der dicke Strohhalm lässt also sich um den dünnen drehen. Das Motörchen von Fennimore und seine Kollegen ist mit seinen 200 Nanometern derart winzig, dass man es mit einem herkömmlichen Lichtmikroskop nicht mehr sehen kann. Dazu braucht es ein Spezialgerät, ein Rasterelektronenmikroskop. Und was bringt das Maschinchen zum Rotieren? Fennimore:
Er wird elektrisch betrieben. Man kann also einfach eine Batterie anschließen, und schon beginnt er sich zu drehen.
Das Prinzip funktioniert, das haben die Forscher mit ihrem Nano-Spielzeug bewiesen. Ob sich damit eines Tages etwas anfangen lässt, da übt sich Adam Fennimore noch in Zurückhaltung:
Wenn wir mechanische Bauteile immer kleiner machen, dann könnten wir auch derart winzige Motoren brauchen - sei es als schneller optischer Schalter, oder als Pumpe für winzigste Flüssigkeitsmengen. Aber was man genau damit anfangen kann, das muss man erst noch mal sehen.