Graphen zählt zu den großen Hoffnungsträgern im Nanobereich. Als Maschendraht aus wabenartig verknüpften Kohlenstoffatomen ist es der dünnste bekannte elektrische Leiter überhaupt. Aus ihm sollten sich deshalb auch die kleinsten denkbaren elektronischen Schaltkreise fertigen lassen. Bis jetzt fehlt jedoch eine geeignete Methode, entsprechende Graphen-Nanostrukturen im großen Stil zu erzeugen.
Thermochemische Nanolithographie | Die Sonde eines Rasterkraftmikroskops reduziert durch Hitzeeinwirkung Graphenoxid und erzeugt so in einem Arbeitsgang sauber, schnell und zuverlässig nur 12 Nanometer breite Leiterbahnen.
Dem sind Elisa Riedo vom Georgia Institut of Technology in Atlanta (Georgia) und ihre Kollegen nun ein gutes Stück nähergekommen – auf einem Umweg. Als Ausgangsmaterial wählten sie statt des Graphens nämlich dessen Oxid. Es ist zwar ein Nichtleiter, lässt sich aber wesentlich einfacher in großen Mengen gewinnen. Um Schaltkreise darauf anzubringen, führte das Team um Riedo die extrem feine Spitze eines Rasterkraftmikroskops, die zuvor erhitzt worden war, über die Oberfläche der Folie. Wo sie das Material berührte, gab es den Sauerstoff ab und verwandelte sich in leitfähiges Graphen. So konnten die Forscher nach Belieben 12 Nanometer schmale Leiterbahnen auf die Unterlage zeichnen.
Riedos Kollege Pauls Sheehan vom U.S. Naval Research Laboratory in Washington glaubt bereits an einen Durchbruch bei der kommerziellen Erzeugung von Nano-Schaltkreisen. Für ihn erfüllt die Methode alle nötigen Voraussetzungen. Sie sei sehr schnell, erfordere nur einen Arbeitsschritt und verursache keinen Materialverschleiß. Sheehans Kollege Walt de Heer sieht noch eine andere Einsatzmöglichkeit: die Untersuchung elektrischer Signale in lebenden Zellen mittels bio-kompatibler Graphenleitungen.
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