Aktuelles: ?Quanten-Molycircuits“

Molybd?ndisulfid MoS? ist ein bahnbrechendes Material für elektronische Miniaturisierung. Als zweidimensionale Schicht ?hnlich zu Graphen ist es ein hervorragender Halbleiter, der sogar unter den richtigen Bedingungen intrinsisch supraleitend werden kann. Damit ist es keine gro?e ?berraschung, dass Science-Fiction-Autoren schon seit Jahren über ?Molycircuits“, fiktionale Computerchips aus MoS?, spekulieren – und dass Physiker und Ingenieure gro?en Aufwand in die Erforschung dieses Materials investieren.
?An der Universit?t Regensburg haben wir langj?hrige Erfahrung mit der Charakterisierung von Quantenmaterialien bei ultratiefen Temperaturen –  insbesondere auch von Kohlenstoff-Nanor?hren, r?hrenartigen Makromolekülen, die aus reinem Kohlenstoff bestehen. Damit war es ein natürlicher n?chster Schritt, nun MoS? und seine faszinierenden Eigenschaften zu untersuchen,“ so PD Dr. Andreas K. Hüttel, Leiter der Forschungsgruppe ?Nanor?hren-Elektronik und Nanomechanik“ an der Universit?t Regensburg. In Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Maja Rem?kar, Jo?ef Stefan Institut Ljubljana, Expertin für das kristalline Wachstum derartiger Stoffe, begann seine Arbeitsgruppe die Entwicklung von Chipelementen basierend auf MoS?-Nanor?hren.
?Bei MoS? ist das Erreichen diskreter Quantenzust?nde, wie man sie für Qubits und Quantencomputer braucht, mit flachen Materialflocken auf einer Chipoberfl?che ziemlich schwierig. Genau deshalb interessieren wir uns für diese exotischen Nanor?hren aus MoS?. Die Nanor?hren k?nnen defekt- und kontaminationsfrei gewachsen werden, mit minimalen Durchmessern von ~20nm – und dadurch erh?lt man automatisch die kleinen Strukturabmessungen, die für Quanteneffekte n?tig sind.“ 
Die anf?ngliche Herausforderung war es, guten metallischen Kontakt zu den Nanostrukturen zu erreichen. Metalle, mit denen sich dies bei Raumtemperatur realisieren l?sst, reagieren typischerweise mit der MoS?-Oberfl?che und zerst?ren dadurch den Kristall – ein Problem, das gleicherma?en ?flache“ MoS?-Flocken betrifft, für Nanor?hren mit ihren kleinen Oberfl?chen und Querschnitten jedoch um so kritischer ist. ?Jetzt k?nnen wir endlich Strukturen herstellen, die selbst bei den tiefen Temperaturen, wie man sie typischerweise für elektronische Quanteneffekte und Quantencomputer braucht, gut elektrisch leitend sind, und in denen das Molybd?ndisulfid intakt bleibt,“ so Dr. Hüttel.

Originalpublikation:

“Non-Destructive Low-Temperature Contacts to MoS? Nanoribbon and Nanotube Quantum Dots"
Robin T. K. Schock, Jonathan Neuwald, Wolfgang M?ckel, Matthias Kronseder, Luka Pirker, Maja Rem?kar, und Andreas K. Hüttel; Advanced Materials,

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202209333 (externer Link, ?ffnet neues Fenster)