Zuverlässiger molekularer Kippschalter entwickelt

Forscher und Forscherinnen am KIT entwickeln molekularen Kippschalter von nur einem Nanometer Größe. Der Schalter lässt sich elektromechanisch beliebig oft umlegen und verweilt zuverlässig in der gewählten Position.

Umgelegt bleibt der Schalter in Position. (Foto: KIT)

Die Nanotechnologie macht immer neue Miniaturrekorde möglich. Doch der Verkleinerung elektronischer Bauteile sind physikalische Grenzen gesetzt. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern am Institut für Nanotechnologie am KIT ist es jetzt gelungen, einen zuverlässigen Kippschalter in Molekülgröße zu entwickeln, den man beliebig oft umlegen kann. Das berichten sie in der Fachzeitschrift Nature Communications.

Im Grundgerüst des Molekülschalters ersetzen einzelne Moleküle die herkömmlichen siliziumbasierten Schalter. Umgelegt wird der elektromechanische Kippschalter, indem eine Spannung angelegt wird. Das beeinflusst die Ladung eines der Molekülatome und der Kontakt zu einer zweiten Elektrode wird hergestellt. Der gesamte Schalter misst gerade mal einen Nanometer. Zum Vergleich: Allein die kleinsten in der Halbleitertechnik verwendeten Strukturen haben eine Größe von zehn Nanometern. Anhand der neuen Entwicklung versucht man zukünftig elektronische Schaltkreise zu konstruieren, die sich mehr als hundertfach enger auf einen Chip integrieren lassen.

Bemerkenswert ist zudem die Zuverlässigkeit und Kontrollierbarkeit des Molekülschalters. Eine Betätigung führt immer eindeutig zu einem Schaltzustand. Am KIT ist es jetzt erstmalig geglückt, einen solchen Kontakt beliebig oft zu öffnen und zu schließen, ohne dass plastische Verformungen auftraten. Der molekulare Kippschalter ist demnach ein schonendes Verfahren zur Verschaltung unterschiedlicher molekularer Bausteinen, ohne sie zu beschädigen.

Ausführliche Informationen in der Presseinformation 031/2017.

mex, 09.03.2017