Würzburg/D (Uni) – Der dünnste Draht der Welt, hergestellt aus purem Gold, wird von Physikern der Universitäten Würzburg und Kassel untersucht. Für Aufsehen sorgt jetzt seine elektrische Leitfähigkeit: Die Elektronen bewegen sich nicht frei durch den Draht, sondern wie Autos im Stop-and-Go-Verkehr. Im Normalfall wandern Elektronen, die Träger der elektrischen Ladung, kreuz und quer durch Metalle oder andere elektrisch leitende Materialien. Dies ändert sich, wenn man die Leiter immer kleiner macht. Die Würzburger Physiker haben die Miniaturisierung auf die Spitze getrieben: Ihre Nanodrähte bestehen aus einzelnen Goldatomen, die kettenförmig angeordnet sind. Kleiner geht es nicht. Die Elektronen sind dort so eingeengt, dass sie sich nur in eine Richtung bewegen können, nämlich entlang der Drähte. Und selbst dieses bisschen Freiheit können sie nicht voll ausnutzen. Sie kommen nur im Stop-and-Go-Verkehr voran – ähnlich wie im Stau auf der Autobahn, wenn den Fahrzeugen nur eine Spur zur Verfügung steht: Erst wenn ein Auto in der Schlange ein Stück fährt, kommen auch die anderen voran. Genau so sind die Bewegungen der Elektronen in einem Nanodraht korreliert. Es hat Jahrzehnte gedauert, solche Zustände in atomaren Nanostrukturen zu erzeugen. Dies liegt vor allem daran, dass die bisher hergestellten Nanodrähte zu nah beieinander lagen und sich gegenseitig beeinflusst haben. Dieses Problem haben die Würzburger Physiker vor gut zwei Jahren behoben: In einem ausgeklügelten Verfahren dampfen sie Goldatome so auf Germanium-Plättchen auf, dass die Atome sich von ganz alleine zu geradlinigen, parallel verlaufenden Ketten anordnen, die weit genug voneinander entfernt sind. Die Drähte wollen die Physiker jetzt als atomaren Baukasten nutzen. Etwa, um zwischen den Drähten Kontakte aus einzelnen Atomen oder Molekülen einzubauen, was winzigen atomaren Schaltelementen entsprechen würde. So wollen sie auf dieser kleinstmöglichen Ebene weiteren elektronischen Phänomenen nachspüren. Ihre Erkenntnisse dürften für die rasch fortschreitende Miniaturisierung von elektronischen Bauelementen sehr wertvoll sein.

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