Das erstmals vor vier Jahren hergestellte Graphen gilt als viel versprechendes neues Halbleitermaterial. Forscher von der University of Maryland in Baltimore haben deshalb seine elektrischen Eigenschaften untersucht. Dabei stellten sie fest, dass sein intrinsischer Widerstand, der die maximale elektrische Leitfähigkeit bestimmt, geringer ist als bei jedem anderen bekannten Halbleiter.

Graphen besteht aus einer einzelnen Schicht von Kohlenstoffatomen, die in einem hasendrahtartigen Gitter angeordnet sind. Deswegen können sich Elektronen darin nur in zwei Dimensionen bewegen und verhalten sich anders als in normalen Halbleitern. Insbesondere kollidieren sie weniger oft mit den Gitteratomen. Aus diesem Grund bewegen sie sich im Graphen bis zu hundertmal schneller als in anderen Materialien. Das macht den Stoff für elektronische Anwendungen interessant, bei denen die Bauteile besonders kurze Schaltzeiten haben müssen, zum Beispiel bei der Verarbeitung von extrem hochfrequenten Signalen.

Allerdings kann das Material sein Potenzial noch nicht voll ausschöpfen. Der Physiker Michael S. Fuhrer und seine Kollegen haben zwar gezeigt, dass die theoretische Mobilität der Elektronen in Graphen 200.000 cm² V^-1 s^-1 beträgt, etwa das 200-fache des Wertes von reinem Silizium. In der Praxis jedoch muss die Graphen-Folie wegen ihrer extrem geringen Dicke auf einem Trägermaterial aufliegen, dessen Einfluss die Mobilität um den Faktor 20 verringert. Die Wissenschaftler wollen deshalb nun ein Substrat entwickeln, das die Bewegung der Elektronen weniger behindert.

Lars Fischer