400.000 Euro für Grundlagenforschung an der Universität Hannover

Die VW-Stiftung unterstützt das Projekt „Synthese und Eigenschaften neuartiger dreidimensionaler Einzelmoleküle für die molekulare Elektronik“ mit rund 400.000 Euro.

Kleiner, schneller, leistungsfähiger – diesem Credo der Mikroelektronik hat die Natur Schranken gesetzt. Schon im Nanometerbereich, in dem sich das Geschehen auf modernen Computerchips bereits abspielt, einzelne Ionen unter dem Einfluss des Elektronenimpulses von ihren Plätzen im Gitternetz lösen und zu wandern beginnen. Mit abnehmender Größe werden deshalb Funktionsschichten und Leiterbahnen immer unzuverlässiger.

Untersuchungen der Einsatzmöglichkeiten von Molekülen als den kleinstmöglichen Strukturen in der Nanoelektronik, die als Ziel auch die Nutzung quantenmechanischer Effekte und weiterer molekülspezifischer Eigenschaften einschließen, haben sich Wissenschaftler aus vier Instituten der Uni Hannover und der TU Braunschweig zur Aufgabe gemacht. Damit vollziehen sie eine radikale Abkehr von der Entwicklung immer kleinerer Formationen aus den bisher für größere Strukturen bekannten Verfahren. Ihr Projekt „Synthese und Eigenschaften neuartiger dreidimensionaler Einzelmoleküle für die molekulare Elektronik“ wird von der VW-Stiftung mit rund 400.000 Euro unterstützt. Das Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren.

„Das ist zunächst reine Grundlagenforschung“, erklärt Herbert Pfnür, Professor am Institut für Festkörperphysik der Uni Hannover. „Die bisherigen Methoden lassen sich nicht bis in diese Größenbereiche weiterentwickeln, also müssen wir etwas Neues ausprobieren.“ Und so haben sich die beteiligten Wissenschaftler vor allem vorgenommen, die Möglichkeiten, die Moleküle bieten, zu untersuchen. Während die Chemiker für die „Zucht“ geeigneter Moleküle zuständig sind, sollen die Physiker zum einen eine Umgebung für die Moleküle entwickeln, in denen Versuche in dieser Größenordnung überhaupt möglich sind und zum anderen die Eigenschaften der Moleküle messen. Die Elektrotechniker schließlich vollziehen den dritten Schritt und entwickeln Möglichkeiten, wie tatsächlich eine molekulare Schaltung aufgebaut werden kann.

Schon den Physikern stellen sich zahllose Fragen in diesem wissenschaftlichen Neuland. Wie kann beispielsweise eine Schnittstelle zwischen Molekülen aussehen? Wie verändern sich Eigenschaften, etwa die Leitungsfähigkeit, wenn Moleküle gestreckt werden? „Kleine Strukturen kontrolliert aufzubauen, Verfahren zu entwickeln, um in komplexen Zusammenhängen elektrische Eigenschaften zu entwickeln und dabei herauszufinden, was diese maßgeblich beeinflusst, ist die größte Herausforderung“, sagt Pfnür.